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无线网桥的工作原理_网络_无线传输

2024-03-13 22:05:23

网桥的出现,成功减少了因数据包所导致整个局域网的广播风暴,也让数据转发变得保密起来,极大提供了互联网信息的隐秘性。在介绍网桥之前,我们还需要认识一个物理层的设备,那就是“中继器”。

SJ-5530AC30公里工业级无线网桥

(隽凯世纪SJ-5530AC30公里工业级无线网桥)

中继器的出现,有效将物理层传输的信号放大,使得远距离传输所导致损耗问题被大大减少。它和HUB的区别是:HUB主要是为了在物理层上转发数据的,所以它不关心电压值的大小,也不会放大物理信号;而中继器它的作用就是为了放大信号用的。


网桥原理

网桥又称网络桥接器,英文名Network Bridge,与HUG不一样的是,HUB(集线器)只能看懂物理层上的东西(比如一段物理信号),网桥却能看懂一些帧的信息(在链路层上,把上面传下来的数据封装后,封装好了的数据就是帧,这里用“数据包”泛指去代替“帧”这个专业术语)。


数据链路层设备。它也是转发数据包的设备,但和HUB不一样的是,它工作在数据链路层,HUB只能看懂物理层上的东西(比如一段物理信号),网桥却能看懂一些帧的信息(在链路层上,把上面传下来的数据封装后,封装好了的数据就是帧,但这里我用“数据包”这样的泛指去代替“帧”这个专业术语)。


现如今以太网构建的局域网中,多以数据链路层的MAC地址作为最终寻址,网桥能够从发来得数据包中提取MAC信息,并且根据MAC信息对数据包进行有目的的转发,由于非采用广播得方式,极大减少了广播风暴得出现,有效提高整个网络的工作效率。

无线网桥的工作原理

(图源网络,侵删)

以上图为例,网桥A端链接A子网,B端口连接B子网。网桥通过两个表A和B,当数据包进入端口A,网桥就从其中提取出源MAC地址和目标MAC地址。一开始,表A和B没有记录,通过网桥将数据包转发给B网络,在表A中新增一条MAC地址,表明该MAC地址是来源A子网的,同理当B子网发送数据包给到B端口时网桥也会记录源MAC地址到B表。


当网桥工作一段时间后,表A基本上记录了A子网所有的机器的MAC地址,表B同理。当一个数据包从A子网发送到网桥时,网桥会先看看数据包的目的MAC地址是属于A子网还是B子网的,如果从A表中找到对应则抛弃该包;如果不是,则转发给B子网,然后检查源MAC地址,是否在表中已经存在;如果不存在,在表A中增加一条记录。


以上将表分为两部分是为了让大家便于理解,在实际情况下,真正的瓦那过去可能存的可能是一张表或者多张表,如果是一张信息表,表里记录的应该是:MAC-PortNum。

当然,网桥与交换机一样都会出现缓存的存在,缓存的存在有效避免了因来不及转发数据导致的大量数据丢失。当桥接两个不同传输速率的局域网怕时,802.3的传输速率说10mb/s,但实际上并不是真的10Mb/s,而 802.4(几乎)确实为10Mb/s,但两个局域网桥接时候必须是速率一样的,否则会有出现丢包,而缓存也正好可以为不同速率网络连接时所使用。


与交换机不同的是,网桥的缓存量是大于交换机的,由于天生负责连接两个网络,针对两个网络桥接所处理的数据量就比一般的交换机的数据量多。


网桥需要软件辅助嘛?能连接不同网段嘛?

以传统的网桥为例,一般包含一个CPU,“转发-存储”一般由软件实现。但是由于硬件的更新换代,用于转发的集成电路部分都已包含在其中,可以说现在的网桥可以不需要软件辅助了。


对于网桥而言,它并不是用来连接不同网段的。不同网段之间的通信需要网关的帮助,它们一般由路由器这类网络层的设备完成,而网桥或交换机作为链路层设备,是无法进行这类操作的。当然网桥与交换机可以去连接不同网段,但是无法起到作用,因为不同网段的机器始终是无法互相访问的,网桥无法作为网关去使用。


网桥,作为连接两个同构网络,打破了HUB连接两个网络的各种弊端,作为链路层上的网桥,它负责连接两个网络的功能外,还能够提供优化网络的性能。当然其他构造网络也有网桥连接网络,只不过没有了优化网络性能的功能罢了。


素材参考来源:新盟教育知乎号------