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網橋和路由器都是網絡互連設備。網橋是數據鏈路層的互連設備,路由器則是網絡層的互連設備。
一、網橋
網橋用于多個局域網的互連。由于可靠性、安全性和地理位置等原因,一個單位往往需要設置多個局域網,但這些局域網又需要互相通信,最簡單的方法就是使用網橋。圖2.15為最簡單的兩個相同類型局域網經網橋相連的情況。在此例中,網橋對所接收的幀無論是內容還是格式都不作任何修改,也不附加封裝,只是簡單地從一個網上復制到另一個網上廣播發送。網橋唯一需要知道的是地址為1-10的站點位于LANA,地址為11-20的站點位于LAN B。
網橋也可以連接兩個不同類型的局域網。此時,網橋從一個LAN上收下的MAC幀要經過格式轉換才能送至另一個LAN,轉換的僅是MAC幀頭和幀尾。
當兩個LAN相距很遠時,它們之間的網橋互連可能要經過傳輸網絡或點到點傳輸鏈路實現,如圖所示:
此時,一個網橋一分為二,分別位于兩個LAN中,稱為半橋。每個半橋從一個LAN中收到發往另一個LAN的數據幀后,就要將MAC幀封裝到傳輸網絡規定的幀或分組結構中去,然后交給該網絡透明傳送給對端半橋。對端半橋拆除傳輸網絡幀或分組的封裝頭部后,取出MAC幀送入LAN。假設中間傳輸網絡是X.25網,則上述過程的互通協議結構和消息逐層封裝和拆封操作如圖所示:
其簡要過程為:
1、源半橋收到發往對端的MAC幀后,添加一個X.25分組層的頭部P-H,頭部中含對端半橋的X.25地址。
2、源半橋在此外面再加上X.25鏈路層頭部和尾部Link-H和Link-T,將其發往DCE(分組交換節點)。
3、X.25網將其傳至與對端半網相連的DCE。
4、對端DCE去除X.25-H后,將其傳給對端半橋。
5、對端半橋去除Link-H和Link-T后,將原始的MAC幀廣播送入其所屬的LAN。
在有多個LAN的情況下,一個LAN可能接有多個網橋。由于LAN的廣播特性,所有網上數據幀都能被網橋收到,網橋必須判斷哪些目的地的幀應予轉發處理。另外,有可能發往某LAN的數據幀可經兩個以上的網橋轉發,則應由其中路線最短的網橋來處理。以下圖所示網絡為例:
設源點為站點I,其發往站點2、3的數據幀任何網橋都不應處理;發往站點4的幀應由網橋101轉發;發往站點6、7的幀應由網橋102來轉發;發往站點5的幀雖然網橋101和107都能轉發,但網橋107轉發的路徑短,故應由107來處理。由此可見,網橋也有路由問題,IEEE己制訂了標準算法。
無論是哪一種網橋,它們對lLC及以上層的協議數據單元都不予處理,如果是同類LAN互聯,MAC幀亦無需處理。源點發送數據絲毫不受影響,它根本不知道中間存在網橋。
二、路由器
如前所述,路由器是互聯網中的網關部件,它可以互連不同類型的通信子網,因此自然也可以用來互連LAN,一般用于遠程LAN經由WAN的互連。下圖為LAN經路由器互連的示例:
從物理網絡連接來看,它和上圖2.17經網橋互連的情況相同,但機理完全不同。
在路由器互連的情況下,兩個LAN被視作位于兩個不同的IP網絡中。為此互通的站點必須裝備TCP/IP協議棧。源站點發出的MAC幀封裝的內核應是IP數據報,其目的IP地址應填入目的站點的IP地址,而目的MAC地址應填入源端路由器的MAC地址,而且路由器應知道它所管轄的LAN中各站點MAC地址和IP地址的對應關系。
其簡要過程為:
心源站點形成IP數據報,填人目的站點IP地址。
1、源站點將IP報封入I1PDU,再封入MAC幀,目的MAC地址=路由器X的MAC地址。廣播發送。
2、路由器X收到此MAC幀后,去除MAC幀頭、幀尾以及lLC頭部,檢查目的IP地址,確定下一跳路由器為Y。
3、路由器X將IP報封入X.25幀。
4、X.25網將其送至路由器Y。
5、路由器Y根據目的IP地址確定其MAC地址,由此形成新的MAC幀送入其所在的LAN。
此時,源站點至目的站點的端對端服務由TCP(或UDP)提供,在源段和目的段LAN中的U.C層提供的是從站點到路由器之間的端
到端服務。至此,我們對計算機網絡如何進行通信有了一個基本的了解。現以圖為例:
對典型的幾種互聯通信情況作一小結性的說明。圖中示出4種典型情況:
·LAN-LAN:802.31..AN站點和802.4LAN站點通信,經網橋實現。
·LAN-WAN:802.4LAN站點經X.25網絡和遠端主機通信,經路由器實現。
·WAN-WAN:接在X.25網上的主機和接在SNA網(IBM網絡)上的主機通信,經路由器實現。
·IAN-WAN-LAN:兩個遠程局域網802.5IAN和802.4IAN的站點通信,經兩個路由器實現。
由此可見,基于TCP/IP的Internet在計算機通信網中的重要地位。