透明橋接

透明橋接

橋接”,是指依據OSI網路模型的鏈路層的地址,對網路數據包進行轉發的過程。當路由器配置了橋接選項後,會處理所有接口上的所有的數據幀,並實時調查每個主機的位置。若在某個接口上收入一個幀,就會在一個橋接內置入一個條目,列出傳送數據的主機和接收到數據幀的接口MAC地址,這樣路由表就被不斷地在通信中完善起來。透明橋接使路由器對主機來講是透明的,其作用就相當於一個區域網路交換機。

概念

透明橋接(transparent bridging)

用於乙太網和IEEE802.3網路的橋接方案,網橋根據末端接點與網橋連線埠的關聯表每次只將幀傳送一跳(hop)。網橋相對網路末端結點來說是透明的。

詳細說明

透明橋接概述

用於乙太網,不更改數據幀的內容,也不作為數據幀的源和目的地,連線起來的網段好像在一條透明的管道中一樣。

l 在數據鏈路層上形成一個大的邏輯網,網橋工作在OSI模型的2層上,使用MAC地址作出轉發決定,位於一個單獨的邏輯地址空間內。

l 路由器工作在網路層上,用邏輯地址分割網路成三層的邏輯單元。

l 分隔乙太網

l 減少衝突

可路由協定:IP、IPX、AppleTalk、DECnet、Banyan VINES和SO CLNS,橋接或者路由

不可路上協定:LAT、MOP、NetBIOS和SNA,只能橋接。

透明橋操作模式

l 學習:啟動後監視各連線埠收到的幀的源MAC,保存在橋接表中。創建和更新間隔為300s,範圍為10-1000000s。

l 轉發:接收到幀,查橋接表,確定目的地址,如和網橋任一連線埠相關聯(接收連線埠除外),則轉發到指定連線埠。如果未查到,則將源地址和相關連線埠寫入橋接表,然後向除接收外所有連線埠散發,如果從目的地得到回響,則相回響的源和它相關的連線埠加入到橋接表。

l 過濾:源地址和目的地址在橋接表中與同一個連線埠關聯,則不轉發即過濾。如果不知道目的地址,將散發學習,目的地址回響後加入橋接表,之後則過濾。

l 阻塞(環路避免):存在多條路徑時形成橋接環,從而使橋接失敗,使用生成樹算法解決這個問題。

生成樹算法:DEC開發,IEEE802.1D基礎

l 根網橋:具有最小標識符值,標識符越小優先權越高

l 根連線埠:在其它所有網橋上,用最小合計路徑代價到達根網橋的連線埠

l 指定網橋:在每個LAN上能提供最小路徑代價的網橋,在同一LAN上非指定網橋進行阻塞狀態

l 指定連線埠:連線到指定網橋的一個連線埠

圖1-1 在運行STA之前的橋接網路

______LANA________

| |

20 | D 10 | R

| |

|網橋1| |網橋4|

20|D 10 |

LANB|_____ |

20|R 10| R |

| | |

|網橋2| |網橋3| |

20| 10| D |

___|_______|_____|_____LANC__

D=指定連線埠 R=根連線埠

圖1-2 運行STA之後的橋接網路

______LANA________

| |

| |

| |

|網橋1| |網橋4|

| |

LANB|_____ |

| | |

| | |

|網橋2| |網橋3| |

| | |

___|______|________|_____LANC__

___ 活動連線埠

____阻塞連線埠

STA算法的依據:根路徑相同--à最高優先權標識符à最高優先權指定連線埠-à連線埠標識符最小

只要拓撲結構發生變化就進行生成樹的計算,網橋之間傳送BPDU(網橋協定數據單元),包含根標識符和傳送網橋路徑代價、網橋及連線埠標識符和訊息的壽命等。

每隔1-4s交換一次BPDU,與HELLO時間相同,

基本的橋接配置

圖1-3 網路拓撲結構

V| _ _ DDN _ _ _ _ _ _ __ _|R3|----|

L |___|R1|_ _ _ _ _ _|R2| 幀中繼 |---VLANC

A| ISDN | |_ _ _ _ _ _ _ _|R4|----|

N| |

A| __|__

VLANB

R1配置:

Hostname R1

!

Interface Fethernet 0

Bridge-group 1

!

Interface Serial 0

Bridge-group 1

!

Interface bri 0

Bridge-group 1

!

Bridge 1 protocol ieee

R2配置:

Hostname R2

!

Interface Fethernet 0

Bridge-group 1

!

Interface Serial 0.1 multipoint

Bridge-group 1

!

Interface Serial 1

Bridge-group 1

!

Interface bri 0

Bridge-group 1

!

Bridge 1 protocol ieee

Bridge 1 priority 100

R3的配置:

Hostname R3

!

Interface Fethernet 0

Bridge-group 1

!

Interface Serial 0.1 point-to-point

Bridge-group 1

!

Interface bri 0

Bridge-group 1

!

Bridge 1 protocol ieee

R4配置:

Hostname R4

!

Interface Fethernet 0

Bridge-group 1

!

Interface Serial 0 point-to-point

Bridge-group 1

!

Bridge 1 protocol ieee

bridge-group 1 將F0口,S0口等接口分配給橋組1。

bridge 1 protocol ieee將橋組號定為1,並使用ieee 802.1D的生成樹協定。

Bridge 1 priority 100將R2的優先權顯式的設定為100,做為根橋接路由器。

透明橋接和幀中繼

Cisco的IOS支持通過幀中繼網路進行透明橋接,允許通過橋接的包封裝在幀中繼的幀中傳輸。

圖1-4中的幀中繼網路不支持多點傳輸功能,需要使用frame-relay map bridge 203 broadcast 和 frame-relay map bridge 204 broadcast,定義R3和R4各自的MAC地址及DLCI。

Frame-relay map用於多點幀中繼子接口和任何幀中繼物理連線埠。

幀中繼物理連線埠預設是多點的。

圖1-4 基於幀中繼的透明橋接

_ 203 _ _ _ _ _ _ _ 302 _ _|R3|----|

|R2| 幀中繼 |---VLANC

|_ 204 _ _ _ _ _ _ 402 _ _ _|R4|----|

R2配置:

Hostname R2

!

Interface Serial 0

Encapsulation frame-relay

Frame-relay lmi-type ansi

Interface Serial 0.1 multipoint

Bandwidth 56

Frame-relay map bridge 204 broadcast

Frame-relay map bridge 203 broadcast

Bridge-group 1

!

bridge 1 protocol ieee

bridge 1 priority 100

R3的配置:

Hostname R3

!

Interface Fethernet 0

Bridge-group 1

!

Interface Serial 0

Encapsulation frame-relay

Frame-relay lmi-type ansi

!

Interface Serial 0.1 point-to-point

Frame-relay interface-dlci 302

Bridge-group 1

!

Bridge 1 protocol ieee

R4配置:

Hostname R4

!

Interface Serial 0

Encapsulation frame-relay

Frame-relay lmi-type ansi

!

Interface Serial 0 point-to-point

Frame-relay interface-dlci 402

Bridge-group 1

!

Bridge 1 protocol ieee

綜合路由和橋接

IRB(綜合路由和橋接):協定可以在給定連線埠上被䟺和橋接。是IOS 11.2版本的一個特性。

允許使用相同的協定包在同一個router中的bridge port 和route port 之間進行相互交換。

優點:

l 連線路由和橋接網路,網路移植時使用

l 為可路由協定保存邏輯網路地址

l 橋接本地傳輸來最佳化網路性能,在不同VLAN之間採用橋接代替路由

BVI(橋組虛接口):在路由域中使用路由連線埠代表一個橋組,BVI的連線埠號即為該虛接口所表示的橋組號,連線BVI和該橋組的紐帶。

通過路由連線埠進入的可路由包到目的地為橋接的網段上,包的處理過程如下:

路由到BVI-à傳送到橋接引擎-à從一個橋接連線埠送出,該連線埠的橋組號和BVI號相對應。

BVI使用與它編號相對應的橋組中具最小MAC地址的連線埠的MAC地址。

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