数据链层(网桥和交换机)
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6 Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical
• 网卡(NIC)
• 网桥(Bridge) • 交换机（Switch）
5 4 3 2 1
帧 5 比特流
1. 网络接口卡NIC 网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备
21
步骤1： A向H发送数据帧Fa
先导 11 H A 类型 数据 校验和
帧Fa
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
步骤2：网桥B1扩散帧Fa
B1从b11接收帧Fa，从 b12向LAN2扩散帧Fa B1从Fa的SA学到A
MAC A Port # b11
4.2 CSMA/CD 协议
4.3 以太网的信道利用率（自学） 4.4 以太网的MAC层帧格式 4.5 令牌环网（自学） 4.6 数据链路层设备（含以太网扩展） 4.7 VLAN（虚拟局域网） 4.8高速以太网与其他类型的高速局域网（自学）
4
4.6 数据链路层设备（含以太网扩展）
工作在数据链路层，用于互联两个相同网络或仅在物理层和数 据链路的MAC子层的实现上有差异的网络。 实现帧的存储——检验/过滤——转发。 7
网桥 2 R MAC DL 物理层 物理层
B
LAN
用户层 IP MAC
物理层
用户数据
DL-H MAC-H IP-H
MAC-T DL-T
网桥不改变它转发的帧的源地址
2. 网桥(Bridge)
源路由网桥 网桥 透明网桥
15
源路由网桥 源路由选择原理
由源站点负责路由选择； 源站点通过发送探测帧来发现路由； 探测帧将沿每一条可能的路径扩散传播； 每一个源选径网桥都会将路由信息插入探测帧的头部。
每台主机都应配臵一个或多个网卡； 每个网卡都有一个（或多个）网络接口； 不能独立工作，必须依赖于宿主主机。
网卡工作在物理层和数据链路层；
连接不同的局域网需要使用不同的网卡
以太网卡 令牌环网卡 FDDI网卡 ATM网卡
6
以太网网卡的功能
介质访问控制
CSMA/CD：进行载波侦听，确定能否发送数据或接受数据， 以及进行冲突处理等工作；
当网桥收到一个帧时并不是向所有的接口转发此帧而是先检查此帧的目的mac地址然后再确定将该帧转发到哪一个接口在数据链路层扩展局域网13网桥的内部结构接口管理软件网桥协议实体缓存缓存接口站地址接口网桥接口用户层ipmac用户层ipmac物理层网桥1网桥2用户数据iphmachmactdlhdlt物理层dlmac物理层物理层dlmac物理层物理层lanlan两个网桥之间还可使用一段点到点链路网桥不改变它转发的帧的源地址网桥不改变它转发的帧的源地址15网桥源路由网桥透明网桥网桥bridge16源路由网桥源路由选择原理探测帧到达目的站点时目的站点把探测帧中的路由信息作为响应返回
面向连接 不透明 人工配臵 优化 探测帧 主机负责 主机负担
35
网桥使各网段成为 隔离开的冲突域
广播域
冲突域
A B
B1
冲突域
C D
B2
冲突域
E F
36
网桥的特点
优点： 扩大了物理范围，可互连不同物理层、不同 MAC 子 层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的 局域网。 限制了冲突域的范围； 隔离故障，提高了可靠性。 缺点： 无法控制广播； 只能用存储转发方式，速度比较慢(协议转换)； 存在广播风暴问题； MAC层无流量控制，负载重时会出现丢帧现象。
31
某局域网的物理拓扑结构
LAN1 B1 B3 B4 LAN3 B5 LAN5 LAN4
32
B2 LAN2
生成树构造算法
1.选择生成树的根
每个网桥会分配一个唯一标识BID(生产厂家指定,8位), 网络中的所有网桥都广播自己的标识,标识最低的网桥被 选为生成树的根. 2.从根开始依次确定其他LAN的选取桥和选取端口. 选取原则:通过该选取桥和选取端口,该LAN到根桥的路径 花费最小.路径花费相同时候选择BID小的网桥,若选择是 同一个网桥的的两个或多个端口时,以端口标识(16位唯一 标识)小者优先.选取端口设臵为转发状态,其它端口设臵 为阻塞状态 3.所有网桥通过桥协议数据单元BPDU交换信息,构造生成树, 构造完成后仍然定期交换信息以便能够对网络拓扑,路径花 费等作出动态响应.
18
透明网桥的工作原理（续）
学习源地址
过滤本网段地址
地址表扩充+ 帧转发
转发异网段地址
广播未知帧
19
透明网桥的工作原理（续）
具体说明： ① 通过逆向学习维持一张地址表，记录到达某主机的转发端 口(学习源地址);
② 当收到一个数据包后，分析包中的目的MAC地址，并查表
做进一步处理:
如果源地址和目的地址在同一个网络，则丢弃该帧，不作 转发；（过滤本网段地址）
11
在数据链路层扩展局域网 • 在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 • 网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的 地址对收到的帧进行转发。 • 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时， 并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此 帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到 哪一个接口
12
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
所有站点都工作的地址表
MAC A B C D E F G H Port # b11 b11 b12 b12 b12 b12 b12 b12
MAC A B C D E F G H Port # b22 b22 b22 b23 b23 b24 b24 b24
一个更大的冲突域和广播域 主干集线器 冲突域 广播域 三系
一系
二系
10
用集线器扩展局域网 优点
使原来属于不同冲突域的局域网上的计算机能够进行通 信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。
缺点
冲突域增大了，但总的吞吐量并未提高。 如果不同的冲突域使用不同的数据率，那么就不能用集 线器将它们互连起来。
封装/解封装
数据帧的封装：为数据加上帧头、PAD、CRC等控制字段； 数据帧的解封装：对收到帧进行CRC校验并将控制字段去掉；
7
数据编码/解码
数据编码：将数据转换为适合网络介质传输的信号形式（曼 彻斯特编码）； 数据解码：收到的信号解释为对应的数据；
数据发送/接收
发送数据：将主机的并行数据转换成串行位流，并通过 MAC进 行发送； 接收数据：通过MAC接收信号，经解码后由串行位流转换成并 行数据；
步骤4： H向A回送数据帧Fh
先导 11 A H 类型 数据 校验和
帧Fh
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
步骤5：网桥B2转发帧Fh
B1
MAC A Port # b11
B2
MAC A H Port # b22 b24
LAN4
H G
课程负责人：甘卫民
数据链路层设备 VLAN 高速以太网技术 习题
重点：
了解集线器工作原理； 理解影响以太网的信道利用率的参数； 掌握网桥，交换机的工作原理；VLAN原理； 了解几种高速以太网技术； 难点： 网桥，交换机的工作原理
讨论4: 使用广播信道的数据链路层
4.1 局域网的数据链路层（标准）
站点MAC地址 网桥的端口号 地址映射表： 表目登记时间 LAN类型(以太网网桥不含该字
段)
17
透明网桥的工作原理
地址表扩充+帧转发
地址表扩充：
从帧中获取源地址信息，查找地址表，如果没有相应记录就 将该地址添加到地址表中。
帧转发： 当网桥接收到一个帧时候，获取帧中的目的地址信息，查找 地址表，并根据相应记录将该帧转发到对应的端口。
如果源地址和目的地址不在同一个网络，根据表中的地址和 端口映射关系，将帧转发到对应的端口;（转发异网段地址）
如果在表中查不到目的地址对应的端口，则向除收到帧的 端口外的其它所有端口转发。 （广播未知帧）
20
透明网桥工作过程举例
初始：所有网桥的MAC地址表为空表 步骤1： A向H发送数据帧Fa 步骤2：网桥B1扩散帧Fa，学习“A在LAN1” 步骤3：网桥B2扩散帧Fa，学习“B1在LAN2” 步骤4： H向A回送数据帧Fh 步骤5：网桥B2转发帧Fh ，学习“H在LAN4” …… 所有站点都主动发送数据后的学习结果
数据缓存
匹配主机数据处理速率与网络的传输速率不一致问题。
8
2. 网桥(Bridge)
•用多个集线器（HUB，物理层设备）可连成更大的局域网 • 某大学有三个系，各自有一个局域网
三个独立的冲突域
冲突域 广播域
一系 二系
冲突域 广播域 三系
冲突域 广播域
9
用集线器组成更大的局域网 都在一个碰撞域中
探测帧到达目的站点时，目的站点把探测帧中的路由信 息作为响应返回；
源站点把收到的第一个响应帧中的路由信息作为到达目 的站点的最佳路由。
凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源 站所确定的这一路由信息。
16
透明网桥
内部动态地维护过滤数据库——地址映射表，并根据该表 决定帧的转发，适应于同构或异构（底二层实现不同）网 络的互联。
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
步骤3：网桥B2扩散帧Fa
B1
MAC A Port # b11
B2
MAC A Port # b22
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
节点的边构成的一个连通图，都存在一棵部分边组成
的生成树，既可保持图中各节点的连通性，同时又不 存在环路。 采用生成树算法，可求出一个给定连同图的生成树。 30
生成树构建时刻:一个网桥新加入网络时候或 某个网桥出现断路时候 生成树构建目的:消除网络中的环路 生成树的作用:消除网络中的环路后,网络中的 数据帧的传输沿着生成树进行
1
接口1收到 A发出的帧
B2
2
接口2又收到 A发出的帧
B2
LAN2
29
生成树算法消除回路
生成树（Spanning Tree）：
每一个由多个网段经多个网桥桥接在一起的复杂网络 都可看作图论中的一个无向图，在这个无向图中，每
个网段和每个网桥相当于一个节点（node），网段与
网桥之间的连接相当于一条边(edge)。 图论中的结论：对于任何一个由多个节点和连接一对
28
2. 冗余网桥带来的MAC表振荡与报文丢失问题
MAC 表振荡： 包丢失：当网桥改变各自的 MAC表以指明主机A在LAN2中 报文无限循环： 发往主机B的数据包会被两个网桥无休止地转发， • 假定主机A向B发送一个数据包，两个网桥同时在端口1上接收到这个数据 这样会占用所有可能获取的网络带宽，导致广播风暴，从而使网络 时，恰巧主机 B向主机A发送数据包，两个网桥接收到此 包，从而都正确地知道主机A位于LAN1中。 阻塞。 数据包后，会将其丢弃，因为它们的转发表中指明主机A
•但是，当两个网桥将该包转发给端口2后，主机B同时收到两份一样的数据 包，且两个网桥又一次从它们对 LAN2 A的数据包，于 位于LAN2中。这样发给主机 A的端口上接收到主机 的数据将会丢失。 是它们又认为主机A位于LAN2中 。
接口1收到 A发出的帧 接口2又收到 A发出的帧
A
1
B1
2
B
LAN1
网桥的内部结构
网桥
站表 站地址 接口 1 A B 1 C 1 D 2 2 E F 2 接口 2
接口管理 软件 接口 1
网桥协议 实体
网桥
缓存
接口 1
网段 A 1
接口 2
2
网段 B
A
B
C
D
E
F
13
站1
用户层
两个网桥之间还可使用一段点到点链路
站2
IP
MAC
物理层
网桥 1 MAC R DL A 物理层 物理层 LAN
33
某局域网某时刻的生成树的构建
LAN1 B1 B3 B2 LAN2
பைடு நூலகம்B4
root LAN3
B5
LAN5 LAN4
34
透明网桥和源路由网桥的比较
比较项目 透明网桥 源路由网桥
服务类型 透明性 配臵、管理 最佳路由 路由的确定 故障处理及拓扑变化 复杂性及开销
无连接 完全透明 自动配臵，容 易管理 不一定最优 逆向学习 网桥负责 网桥负担
LAN4
H G
b11
b12
b22 B2
b24
F
A
B
B1 LAN2
b23 LAN3
E D
LAN1
C
• 只有主动发送数据的站点填入表项 • 定时刷新表项，删除不活动的站点
透明网桥存在的问题
1.广播风暴
•每个网桥都要维护包括全网站点的地址表，占用内存 大，处理帧的时间长； •当联网的结点较多时候，信宿不明增多，易产生过度 的广播帧，影响正常的数据通信； •目的地址为全1（广播帧），会转发给所有端口； • 为了提高LAN 的可靠性，经常配臵多个网桥，形成 迂回路径； •网桥收到一个不明目的帧时需要进行广播，可能产生 报文循环，从而引起广播风暴问题。 • 当广播风暴产生后，网络处于瘫痪状态，该广播域 内的计算机全部无法工作。
• 网卡(NIC)
• 网桥(Bridge) • 交换机（Switch）
5 4 3 2 1
帧 5 比特流
1. 网络接口卡NIC 网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备
21
步骤1： A向H发送数据帧Fa
先导 11 H A 类型 数据 校验和
帧Fa
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
步骤2：网桥B1扩散帧Fa
B1从b11接收帧Fa，从 b12向LAN2扩散帧Fa B1从Fa的SA学到A
MAC A Port # b11
4.2 CSMA/CD 协议
4.3 以太网的信道利用率（自学） 4.4 以太网的MAC层帧格式 4.5 令牌环网（自学） 4.6 数据链路层设备（含以太网扩展） 4.7 VLAN（虚拟局域网） 4.8高速以太网与其他类型的高速局域网（自学）
4
4.6 数据链路层设备（含以太网扩展）
工作在数据链路层，用于互联两个相同网络或仅在物理层和数 据链路的MAC子层的实现上有差异的网络。 实现帧的存储——检验/过滤——转发。 7
网桥 2 R MAC DL 物理层 物理层
B
LAN
用户层 IP MAC
物理层
用户数据
DL-H MAC-H IP-H
MAC-T DL-T
网桥不改变它转发的帧的源地址
2. 网桥(Bridge)
源路由网桥 网桥 透明网桥
15
源路由网桥 源路由选择原理
由源站点负责路由选择； 源站点通过发送探测帧来发现路由； 探测帧将沿每一条可能的路径扩散传播； 每一个源选径网桥都会将路由信息插入探测帧的头部。
每台主机都应配臵一个或多个网卡； 每个网卡都有一个（或多个）网络接口； 不能独立工作，必须依赖于宿主主机。
网卡工作在物理层和数据链路层；
连接不同的局域网需要使用不同的网卡
以太网卡 令牌环网卡 FDDI网卡 ATM网卡
6
以太网网卡的功能
介质访问控制
CSMA/CD：进行载波侦听，确定能否发送数据或接受数据， 以及进行冲突处理等工作；
当网桥收到一个帧时并不是向所有的接口转发此帧而是先检查此帧的目的mac地址然后再确定将该帧转发到哪一个接口在数据链路层扩展局域网13网桥的内部结构接口管理软件网桥协议实体缓存缓存接口站地址接口网桥接口用户层ipmac用户层ipmac物理层网桥1网桥2用户数据iphmachmactdlhdlt物理层dlmac物理层物理层dlmac物理层物理层lanlan两个网桥之间还可使用一段点到点链路网桥不改变它转发的帧的源地址网桥不改变它转发的帧的源地址15网桥源路由网桥透明网桥网桥bridge16源路由网桥源路由选择原理探测帧到达目的站点时目的站点把探测帧中的路由信息作为响应返回
面向连接 不透明 人工配臵 优化 探测帧 主机负责 主机负担
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网桥使各网段成为 隔离开的冲突域
广播域
冲突域
A B
B1
冲突域
C D
B2
冲突域
E F
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网桥的特点
优点： 扩大了物理范围，可互连不同物理层、不同 MAC 子 层和不同速率（如10 Mb/s 和 100 Mb/s 以太网）的 局域网。 限制了冲突域的范围； 隔离故障，提高了可靠性。 缺点： 无法控制广播； 只能用存储转发方式，速度比较慢(协议转换)； 存在广播风暴问题； MAC层无流量控制，负载重时会出现丢帧现象。
31
某局域网的物理拓扑结构
LAN1 B1 B3 B4 LAN3 B5 LAN5 LAN4
32
B2 LAN2
生成树构造算法
1.选择生成树的根
每个网桥会分配一个唯一标识BID(生产厂家指定,8位), 网络中的所有网桥都广播自己的标识,标识最低的网桥被 选为生成树的根. 2.从根开始依次确定其他LAN的选取桥和选取端口. 选取原则:通过该选取桥和选取端口,该LAN到根桥的路径 花费最小.路径花费相同时候选择BID小的网桥,若选择是 同一个网桥的的两个或多个端口时,以端口标识(16位唯一 标识)小者优先.选取端口设臵为转发状态,其它端口设臵 为阻塞状态 3.所有网桥通过桥协议数据单元BPDU交换信息,构造生成树, 构造完成后仍然定期交换信息以便能够对网络拓扑,路径花 费等作出动态响应.
18
透明网桥的工作原理（续）
学习源地址
过滤本网段地址
地址表扩充+ 帧转发
转发异网段地址
广播未知帧
19
透明网桥的工作原理（续）
具体说明： ① 通过逆向学习维持一张地址表，记录到达某主机的转发端 口(学习源地址);
② 当收到一个数据包后，分析包中的目的MAC地址，并查表
做进一步处理:
如果源地址和目的地址在同一个网络，则丢弃该帧，不作 转发；（过滤本网段地址）
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在数据链路层扩展局域网 • 在数据链路层扩展局域网是使用网桥。 • 网桥工作在数据链路层，它根据 MAC 帧的目的 地址对收到的帧进行转发。 • 网桥具有过滤帧的功能。当网桥收到一个帧时， 并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此 帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到 哪一个接口
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b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
所有站点都工作的地址表
MAC A B C D E F G H Port # b11 b11 b12 b12 b12 b12 b12 b12
MAC A B C D E F G H Port # b22 b22 b22 b23 b23 b24 b24 b24
一个更大的冲突域和广播域 主干集线器 冲突域 广播域 三系
一系
二系
10
用集线器扩展局域网 优点
使原来属于不同冲突域的局域网上的计算机能够进行通 信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。
缺点
冲突域增大了，但总的吞吐量并未提高。 如果不同的冲突域使用不同的数据率，那么就不能用集 线器将它们互连起来。
封装/解封装
数据帧的封装：为数据加上帧头、PAD、CRC等控制字段； 数据帧的解封装：对收到帧进行CRC校验并将控制字段去掉；
7
数据编码/解码
数据编码：将数据转换为适合网络介质传输的信号形式（曼 彻斯特编码）； 数据解码：收到的信号解释为对应的数据；
数据发送/接收
发送数据：将主机的并行数据转换成串行位流，并通过 MAC进 行发送； 接收数据：通过MAC接收信号，经解码后由串行位流转换成并 行数据；
步骤4： H向A回送数据帧Fh
先导 11 A H 类型 数据 校验和
帧Fh
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
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LAN1
C
LAN3
步骤5：网桥B2转发帧Fh
B1
MAC A Port # b11
B2
MAC A H Port # b22 b24
LAN4
H G
课程负责人：甘卫民
数据链路层设备 VLAN 高速以太网技术 习题
重点：
了解集线器工作原理； 理解影响以太网的信道利用率的参数； 掌握网桥，交换机的工作原理；VLAN原理； 了解几种高速以太网技术； 难点： 网桥，交换机的工作原理
讨论4: 使用广播信道的数据链路层
4.1 局域网的数据链路层（标准）
站点MAC地址 网桥的端口号 地址映射表： 表目登记时间 LAN类型(以太网网桥不含该字
段)
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透明网桥的工作原理
地址表扩充+帧转发
地址表扩充：
从帧中获取源地址信息，查找地址表，如果没有相应记录就 将该地址添加到地址表中。
帧转发： 当网桥接收到一个帧时候，获取帧中的目的地址信息，查找 地址表，并根据相应记录将该帧转发到对应的端口。
如果源地址和目的地址不在同一个网络，根据表中的地址和 端口映射关系，将帧转发到对应的端口;（转发异网段地址）
如果在表中查不到目的地址对应的端口，则向除收到帧的 端口外的其它所有端口转发。 （广播未知帧）
20
透明网桥工作过程举例
初始：所有网桥的MAC地址表为空表 步骤1： A向H发送数据帧Fa 步骤2：网桥B1扩散帧Fa，学习“A在LAN1” 步骤3：网桥B2扩散帧Fa，学习“B1在LAN2” 步骤4： H向A回送数据帧Fh 步骤5：网桥B2转发帧Fh ，学习“H在LAN4” …… 所有站点都主动发送数据后的学习结果
数据缓存
匹配主机数据处理速率与网络的传输速率不一致问题。
8
2. 网桥(Bridge)
•用多个集线器（HUB，物理层设备）可连成更大的局域网 • 某大学有三个系，各自有一个局域网
三个独立的冲突域
冲突域 广播域
一系 二系
冲突域 广播域 三系
冲突域 广播域
9
用集线器组成更大的局域网 都在一个碰撞域中
探测帧到达目的站点时，目的站点把探测帧中的路由信 息作为响应返回；
源站点把收到的第一个响应帧中的路由信息作为到达目 的站点的最佳路由。
凡从该源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带源 站所确定的这一路由信息。
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透明网桥
内部动态地维护过滤数据库——地址映射表，并根据该表 决定帧的转发，适应于同构或异构（底二层实现不同）网 络的互联。
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
步骤3：网桥B2扩散帧Fa
B1
MAC A Port # b11
B2
MAC A Port # b22
LAN4
H G
b11 A B B1
b12
b22 B2 LAN2 b23
b24
F
E D
LAN1
C
LAN3
节点的边构成的一个连通图，都存在一棵部分边组成
的生成树，既可保持图中各节点的连通性，同时又不 存在环路。 采用生成树算法，可求出一个给定连同图的生成树。 30
生成树构建时刻:一个网桥新加入网络时候或 某个网桥出现断路时候 生成树构建目的:消除网络中的环路 生成树的作用:消除网络中的环路后,网络中的 数据帧的传输沿着生成树进行
1
接口1收到 A发出的帧
B2
2
接口2又收到 A发出的帧
B2
LAN2
29
生成树算法消除回路
生成树（Spanning Tree）：
每一个由多个网段经多个网桥桥接在一起的复杂网络 都可看作图论中的一个无向图，在这个无向图中，每
个网段和每个网桥相当于一个节点（node），网段与
网桥之间的连接相当于一条边(edge)。 图论中的结论：对于任何一个由多个节点和连接一对
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2. 冗余网桥带来的MAC表振荡与报文丢失问题
MAC 表振荡： 包丢失：当网桥改变各自的 MAC表以指明主机A在LAN2中 报文无限循环： 发往主机B的数据包会被两个网桥无休止地转发， • 假定主机A向B发送一个数据包，两个网桥同时在端口1上接收到这个数据 这样会占用所有可能获取的网络带宽，导致广播风暴，从而使网络 时，恰巧主机 B向主机A发送数据包，两个网桥接收到此 包，从而都正确地知道主机A位于LAN1中。 阻塞。 数据包后，会将其丢弃，因为它们的转发表中指明主机A
•但是，当两个网桥将该包转发给端口2后，主机B同时收到两份一样的数据 包，且两个网桥又一次从它们对 LAN2 A的数据包，于 位于LAN2中。这样发给主机 A的端口上接收到主机 的数据将会丢失。 是它们又认为主机A位于LAN2中 。
接口1收到 A发出的帧 接口2又收到 A发出的帧
A
1
B1
2
B
LAN1
网桥的内部结构
网桥
站表 站地址 接口 1 A B 1 C 1 D 2 2 E F 2 接口 2
接口管理 软件 接口 1
网桥协议 实体
网桥
缓存
接口 1
网段 A 1
接口 2
2
网段 B
A
B
C
D
E
F
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站1
用户层
两个网桥之间还可使用一段点到点链路
站2
IP
MAC
物理层
网桥 1 MAC R DL A 物理层 物理层 LAN
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某局域网某时刻的生成树的构建
LAN1 B1 B3 B2 LAN2
பைடு நூலகம்B4
root LAN3
B5
LAN5 LAN4
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透明网桥和源路由网桥的比较
比较项目 透明网桥 源路由网桥
服务类型 透明性 配臵、管理 最佳路由 路由的确定 故障处理及拓扑变化 复杂性及开销
无连接 完全透明 自动配臵，容 易管理 不一定最优 逆向学习 网桥负责 网桥负担
LAN4
H G
b11
b12
b22 B2
b24
F
A
B
B1 LAN2
b23 LAN3
E D
LAN1
C
• 只有主动发送数据的站点填入表项 • 定时刷新表项，删除不活动的站点
透明网桥存在的问题
1.广播风暴
•每个网桥都要维护包括全网站点的地址表，占用内存 大，处理帧的时间长； •当联网的结点较多时候，信宿不明增多，易产生过度 的广播帧，影响正常的数据通信； •目的地址为全1（广播帧），会转发给所有端口； • 为了提高LAN 的可靠性，经常配臵多个网桥，形成 迂回路径； •网桥收到一个不明目的帧时需要进行广播，可能产生 报文循环，从而引起广播风暴问题。 • 当广播风暴产生后，网络处于瘫痪状态，该广播域 内的计算机全部无法工作。