5.2 局域網的互連

局域網用網橋互連。IEEE 802標準中有兩種關于網橋的規范：一種是透明網橋，另一種是源路由網橋。本節首先介紹網橋協議的體系結構，然后分別介紹兩種IEEE 802網橋的原理。

5.2.1 網橋協議的體系結構

在IEEE 802體系結構中，站地址是由MAC子層協議說明的，網橋在MAC子層起中繼作用。圖5-6表示了由一個網橋連接兩個LAN的情況，這兩個LAN運行相同的MAC和LLC協議。當MAC幀的目標地址和源地址屬于不同的LAN時，該幀被網橋捕獲、暫時緩沖，然后傳送到另一個LAN。當兩個站之間有通信時，兩個站中的對等LLC實體之間就有對話，但是網橋不需要知道LLC地址，網橋只是傳輸MAC幀。

圖5-6（b）表示網橋傳輸的數據幀。數據由LLC用戶提供，LLC實體對用戶數據附加上幀頭后傳送給本地的MAC實體，MAC實體再在LLC幀上加上MAC幀頭和幀尾，從而形成MAC幀。由于MAC幀頭中包含了目標站地址，所以網橋可以識別MAC幀的傳輸方向。網橋并不剝掉MAC幀頭和幀尾，它只是把MAC幀完整地傳送到目標LAN。當MAC幀到達目標LAN后才可能被目標站捕獲。

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圖5-6 用網橋連接兩個LAN

MAC中繼橋的概念并不限于用一個網橋連接兩個鄰近的LAN。如果兩個LAN相距較遠，可以用兩個網橋分別連接一個LAN，兩個網橋之間再用通信線路相連。圖5-7表示兩個網橋之間用點對點鏈路連接的情況，當一個網橋捕獲了目標地址為遠端LAN的幀時，就在此幀上加上鏈路層（例如，HDLC）的幀頭和幀尾，并把它發送到遠端的另一個網橋，目標網橋剝掉鏈路層字段使其恢復為原來的MAC幀，這樣，MAC幀可最后到達目標站。

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圖5-7 遠程網橋通過點對點線路相連

兩個遠程網橋之間的通信設施也可以是其他網絡（例如廣域分組交換網），如圖5-8所示。在這種情況下網橋仍然是起MAC幀中繼的作用，但它的結構更復雜。假定兩個網橋之間是通過X.25虛電路連接，并且兩個端系統之間建立了直接的邏輯關系，沒有其他LLC實體，這樣，X.25分組層工作于802 LLC層之下。為了使MAC幀能完整地在兩個端系統之間傳送，源端網橋接收到MAC幀后，要給它附加上X.25分組頭和X.25數據鏈路層的幀頭和幀尾，然后發送給直接相連的DCE。這種X.25數據鏈路幀在廣域網中傳播，到達目標網橋并剝掉X.25字段，恢復為原來的MAC幀，然后發送給目標站。

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圖5-8 兩個網橋通過X.25網絡相連

在簡單情況下（例如，一個網橋連接兩個LAN），網橋的工作只是根據MAC地址決定是否轉發幀，但是在更復雜的情況下，網橋必須具有路由選擇的功能。例如在圖5-9中，假定站1給站6發送一個幀，這個幀同時被網橋101和102捕獲，而這兩個網橋直接相連的LAN都不含目標站。這時網橋必須做出決定是否轉發這個幀，使其最后能到達站6。顯然網橋 102應該做這個工作，把收到的幀轉發到LANC；然后再經網橋104轉發到目標站。可見網橋要有做出路由決策的能力，特別是當一個網橋連接兩個以上的網絡時（例如圖5-9中的網橋103），不但要決定是否轉發，還要決定轉發到哪個LAN上去。

網橋的路由選擇算法可能更復雜。在圖5-10中，網橋 105直接連接LAN A和 LAN E，從而構成了從LAN A到LAN E之間的冗余通路。如果站1向站5發送一個幀，該幀既可以經網橋101和網橋103到達站5，也可以只經過網橋105直接到達站5。在實際通信過程中，可以根據網絡的交通情況決定傳輸路線；另外，當網絡配置改變時（例如網橋105失效），網橋的路由選擇算法也要隨機應變。考慮了這些因素后，網橋的路由選擇功能就與網絡層的路由選擇功能類似了。在最復雜的情況下，所有網絡層的路由技術在網橋中都能用得上。當然，一般由網橋互連局域網的情況，遠沒有廣域網中的網絡層復雜，所以有必要研究更適合于網橋的路由技術。

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為了對網橋的路由選擇提供支持，MAC層地址最好是分為兩部分：網絡地址部分（標識互聯網中惟一的 LAN）和站地址部分（標識某 LAN中唯一的工作站）。IEEE 802.5標準建議：16位的MAC地址應分成7位的LAN編號和8位的工作站編號，48位的MAC地址應分成14位的LAN編號和32位的工作站編號，其余的1位或2位用于區分組地址/單地址，以及局部地址/全局地址。

在網橋中使用的路由選擇技術可以是固定路由技術。像網絡層使用的那樣，每個網橋中存儲一張固定路由表，網橋根據目標站地址，查表選取轉發的方向，選取的原則可以是某種既定的最短通路算法。當然，在網絡配置改變時路由表要重新計算，具體實現方法可參見第5章。

固定式路由策略適合小型和配置穩定的互聯網絡。除此之外，IEEE 802委員會開發了兩種路由策略規范：IEEE 802.1發布的標準是基于生成樹算法，可實現透明網橋；伴隨IEEE 802.5標準的是源路由網橋規范。下面分別介紹這兩種網橋標準。