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电话网络中的网桥和路由器

  网桥和路由器都是网络互连设备。网桥是数据链路层的互连设备,路由器则是网络层的互连设备。
一、网桥
  网桥用于多个局域网的互连。由于可靠性、安全性和地理位置等原因,一个单位往往需要设置多个局域网,但这些局域网又需要互相通信,最简单的方法就是使用网桥。图2.15为最简单的两个相同类型局域网经网桥相连的情况。在此例中,网桥对所接收的帧无论是内容还是格式都不作任何修改,也不附加封装,只是简单地从一个网上复制到另一个网上广播发送。网桥唯一需要知道的是地址为1-10的站点位于LANA,地址为11-20的站点位于LAN B。
远程LAN的网桥互连
  网桥也可以连接两个不同类型的局域网。此时,网桥从一个LAN上收下的MAC帧要经过格式转换才能送至另一个LAN,转换的仅是MAC帧头和帧尾。
  当两个LAN相距很远时,它们之间的网桥互连可能要经过传输网络或点到点传输链路实现,如图所示:
  此时,一个网桥一分为二,分别位于两个LAN中,称为半桥。每个半桥从一个LAN中收到发往另一个LAN的数据帧后,就要将MAC帧封装到传输网络规定的帧或分组结构中去,然后交给该网络透明传送给对端半桥。对端半桥拆除传输网络帧或分组的封装头部后,取出MAC帧送入LAN。假设中间传输网络是X.25网,则上述过程的互通协议结构和消息逐层封装和拆封操作如图所示:
经由X.25网络的网桥互连协议过程
其简要过程为:
1、源半桥收到发往对端的MAC帧后,添加一个X.25分组层的头部P-H,头部中含对端半桥的X.25地址。
2、源半桥在此外面再加上X.25链路层头部和尾部Link-H和Link-T,将其发往DCE(分组交换节点)。
3、X.25网将其传至与对端半网相连的DCE。
4、对端DCE去除X.25-H后,将其传给对端半桥。
5、对端半桥去除Link-H和Link-T后,将原始的MAC帧广播送入其所属的LAN。
在有多个LAN的情况下,一个LAN可能接有多个网桥。由于LAN的广播特性,所有网上数据帧都能被网桥收到,网桥必须判断哪些目的地的帧应予转发处理。另外,有可能发往某LAN的数据帧可经两个以上的网桥转发,则应由其中路线最短的网桥来处理。以下图所示网络为例:
多网桥网络示例
  设源点为站点I,其发往站点2、3的数据帧任何网桥都不应处理;发往站点4的帧应由网桥101转发;发往站点6、7的帧应由网桥102来转发;发往站点5的帧虽然网桥101和107都能转发,但网桥107转发的路径短,故应由107来处理。由此可见,网桥也有路由问题,IEEE己制订了标准算法。
  无论是哪一种网桥,它们对lLC及以上层的协议数据单元都不予处理,如果是同类LAN互联,MAC帧亦无需处理。源点发送数据丝毫不受影响,它根本不知道中间存在网桥。
二、路由器
  如前所述,路由器是互联网中的网关部件,它可以互连不同类型的通信子网,因此自然也可以用来互连LAN,一般用于远程LAN经由WAN的互连。下图为LAN经路由器互连的示例:
经由X.25网络的路由器互连协议过程
  从物理网络连接来看,它和上图2.17经网桥互连的情况相同,但机理完全不同。
  在路由器互连的情况下,两个LAN被视作位于两个不同的IP网络中。为此互通的站点必须装备TCP/IP协议栈。源站点发出的MAC帧封装的内核应是IP数据报,其目的IP地址应填入目的站点的IP地址,而目的MAC地址应填入源端路由器的MAC地址,而且路由器应知道它所管辖的LAN中各站点MAC地址和IP地址的对应关系。
其简要过程为:
心源站点形成IP数据报,填人目的站点IP地址。
1、源站点将IP报封入I1PDU,再封入MAC帧,目的MAC地址=路由器X的MAC地址。广播发送。
2、路由器X收到此MAC帧后,去除MAC帧头、帧尾以及lLC头部,检查目的IP地址,确定下一跳路由器为Y。
3、路由器X将IP报封入X.25帧。
4、X.25网将其送至路由器Y。
5、路由器Y根据目的IP地址确定其MAC地址,由此形成新的MAC帧送入其所在的LAN。
  此时,源站点至目的站点的端对端服务由TCP(或UDP)提供,在源段和目的段LAN中的U.C层提供的是从站点到路由器之间的端
到端服务。至此,我们对计算机网络如何进行通信有了一个基本的了解。现以图为例:
计算机网络互联典型示例
对典型的几种互联通信情况作一小结性的说明。图中示出4种典型情况:
·LAN-LAN:802.31..AN站点和802.4LAN站点通信,经网桥实现。
·LAN-WAN:802.4LAN站点经X.25网络和远端主机通信,经路由器实现。
·WAN-WAN:接在X.25网上的主机和接在SNA网(IBM网络)上的主机通信,经路由器实现。
·IAN-WAN-LAN:两个远程局域网802.5IAN和802.4IAN的站点通信,经两个路由器实现。
  由此可见,基于TCP/IP的Internet在计算机通信网中的重要地位。