透明桥接

更新时间:2023-10-20 18:27

桥接”,是指依据OSI网络模型的链路层的地址,对网络数据包进行转发的过程。当路由器配置了桥接选项后,会处理所有接口上的所有的数据帧,并实时调查每个主机的位置。若在某个接口上收入一个帧,就会在一个桥接内置入一个条目,列出发送数据的主机和接收到数据帧的接口MAC地址,这样路由表就被不断地在通信中完善起来。透明桥接使路由器对主机来讲是透明的,其作用就相当于一个局域网交换机

概念

透明桥接(transparent bridging)

用于以太网IEEE802.3网络的桥接方案,网桥根据末端接点与网桥端口的关联表每次只将帧传送一跳(hop)。网桥相对网络末端结点来说是透明的。

详细说明

透明桥接概述

用于以太网,不更改数据帧的内容,也不作为数据帧的源和目的地,连接起来的网段好像在一条透明的管道中一样。

l 在数据链路层上形成一个大的逻辑网,网桥工作在OSI模型的2层上,使用MAC地址作出转发决定,位于一个单独的逻辑地址空间内。

l 路由器工作在网络层上,用逻辑地址分割网络成三层的逻辑单元。

l 分隔以太网

l 减少冲突

可路由协议:IP、IPXAppleTalkDECnet、Banyan VINES和SO CLNS,桥接或者路由

不可路由协议:LAT、MOP、NetBIOS和SNA,只能桥接。

透明桥操作模式

l 学习:启动后监视各端口收到的帧的源MAC,保存在桥接表中。创建和更新间隔为300s,范围为10-1000000s。

l 转发:接收到帧,查桥接表,确定目的地址,如和网桥任一端口相关联(接收端口除外),则转发到指定端口。如果未查到,则将源地址和相关端口写入桥接表,然后向除接收外所有端口散发,如果从目的地得到响应,则相响应的源和它相关的端口加入到桥接表。

l 过滤:源地址和目的地址在桥接表中与同一个端口关联,则不转发即过滤。如果不知道目的地址,将散发学习,目的地址响应后加入桥接表,之后则过滤。

l 阻塞(环路避免):存在多条路径时形成桥接环,从而使桥接失败,使用生成树算法解决这个问题。

生成树算法:DEC开发,IEEE802.1D基础

l 根网桥:具有最小标识符值,标识符越小优先级越高

l 根端口:在其它所有网桥上,用最小合计路径代价到达根网桥的端口

l 指定网桥:在每个LAN上能提供最小路径代价的网桥,在同一LAN上非指定网桥进行阻塞状态

l 指定端口:连接到指定网桥的一个端口

图1-1 在运行STA之前的桥接网络

______LANA________

| |

20 | D 10 | R

| |

|网桥1| |网桥4|

20|D 10 |

LANB|_____ |

20|R 10| R |

| | |

|网桥2| |网桥3| |

20| 10| D |

___|_______|_____|_____LANC__

D=指定端口 R=根端口

图1-2 运行STA之后的桥接网络

______LANA________

| |

| |

| |

|网桥1| |网桥4|

| |

LANB|_____ |

| | |

| | |

|网桥2| |网桥3| |

| | |

___|______|________|_____LANC__

___ 活动端口

____阻塞端口

STA算法的依据:根路径相同--à最高优先级标识符à最高优先级指定端口-à端口标识符最小

只要拓扑结构发生变化就进行生成树的计算,网桥之间传送BPDU(网桥协议数据单元),包含根标识符和发送网桥路径代价、网桥及端口标识符和消息的寿命等。

每隔1-4s交换一次BPDU,与HELLO时间相同,

基本的桥接配置

图1-3 网络拓扑结构

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

L |___|R1|_ _ _ _ _ _|R2| 帧中继 |---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 将F0口,S0口等接口分配给桥组1。

bridge 1 protocol ieee将桥组号定为1,并使用ieee 802.1D的生成树协议

Bridge 1 priority 100将R2的优先级显式的设置为100,做为根桥接路由器

透明桥接和帧中继

Cisco的IOS支持通过帧中继网络进行透明桥接,允许通过桥接的包封装在帧中继的帧中传输。

图1-4中的帧中继网络不支持多点传输功能,需要使用frame-relay map bridge 203 broadcast 和 frame-relay map bridge 204 broadcast,定义R3和R4各自的MAC地址DLCI

Frame-relay map用于多点帧中继子接口和任何帧中继物理端口。

帧中继物理端口缺省是多点的。

图1-4 基于帧中继的透明桥接

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

|R2| 帧中继 |---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

综合路由和桥接

IRB(综合路由和桥接):协议可以在给定端口上被䟺和桥接。是IOS 11.2版本的一个特性。

允许使用相同的协议包在同一个router中的bridge port 和route port 之间进行相互交换。

优点:

l 连接路由和桥接网络,网络移植时使用

l 为可路由协议保存逻辑网络地址

l 桥接本地传输来优化网络性能,在不同VLAN之间采用桥接代替路由

BVI(桥组虚接口):在路由域中使用路由端口代表一个桥组,BVI的端口号即为该虚接口所表示的桥组号,连接BVI和该桥组的纽带。

通过路由端口进入的可路由包到目的地为桥接网段上,包的处理过程如下:

路由到BVI-à传送到桥接引擎-à从一个桥接端口送出,该端口的桥组号和BVI号相对应。

BVI使用与它编号相对应的桥组中具最小MAC地址的端口的MAC地址。

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