2012年三级网络技术第710讲

1、局域网与城域网本章所占分值为810分。 一 局域网与城域网 决定局域网与城域网特点的三要素是：网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。 1. 局域网拓扑结构的类型与特点 局域网的网络拓扑结构主要分为总线型、环型与星型；网络传输介质主要采用双绞线、同轴电缆与光纤等。 （1） 总线型拓扑结构 总线型局域网的介质访问控制方法采用共享介质方式。总线型拓扑结构的优点是：结构简单，实现容易，易于扩展，可靠性较好。 总线型局域网的主要特点如下（重点）： l 所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上； l 通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质； l 所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是一段时间内只

2、允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线以“广播”方式发送数据时，其他结点只能以“收听”方式接收数据； l 由于总线作为公共传输介质为多个结点所共享，就可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据的情况，因此会出现冲突而造成传输失败； l 在总线型局域网的实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制(Media Access Control，MAC)问题。 （2） 环型拓扑结构 在环型拓扑结构中，结点之间通过网卡利用点到点线路连接构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。 2. 传输介质类型与介质访问控制方法 （1） 局域网的传输介质类型 局域网常用的传输介质包括

3、：同轴电缆、双绞线、光缆与无线信道。 （2） 局域网的介质访问控制方法 IEEE 802.2标准定义的共享介质局域网有以下3类: l 带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMACD)方法的总线型局域网； l 令牌总线(Token Bus)方法的总线型局域网； l 令牌环(Token Ring)方法的环型局域网。 3. IEEE 802参考模型（重点） IEEE802标准： 总结局域网技术应用的实际情况，可以得出以下几个重要的发展趋势： （1） 以太网已经占据绝对的优势，成为办公自动化环境组建局域网的首选技术； （2） 在大型局域网系统中，桌面系统采用10 Mbps的以太网或100 Mbps的快速以

4、太网，主干网采用l Gbps的千兆以太网技术，核心交换网采用l0 Mbps的10 GE技术成为趋势； （3） 10 Mbps以太网物理层有多种标准，目前基本使用非屏蔽双绞线l0BASET标准； （4） IP协议直接将分组封装在以太网帧中，LLC协议已经很少使用； （5） 千兆以太网与万兆以太网保留传统的以太网帧结构，但是它们在主干网或核心网中应用时，基本上采用光纤作为传输介质，采用点到点的全双工通信方式，而不是传统的CSMACD的随机争用方式； （6） 千兆以太网与万兆以太网技术已经发展成熟，并从局域网应用逐步扩大到城域网与广域网中；（7） 无线局域网技术将成为下个阶段研究与应用的重点。 例题

5、：（2009年4月）局域网协议标准是_。 多智网校试题解析：本道题考察的是局域网标准的相关知识点，属于识记型内容。根据局域网的参考模型，本题的答案为：IEEE802。以太网二 以太网 1. 以太网的发展 在20世纪80年代，以太网、令牌总线、总线环形成三足鼎立局面，目前以太网仍是应用最广泛的局域网。以太网的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMACD)方法。它的核心技术起源于无线分组交换网ALOHA网。 1977年，Bob Metcalf申请以太网专利。l978年他们研制的以太网中继器获得专利。l980年，XEROX、DEC与Intel三家公司合作，第一次

6、公布以太网的物理层、数据链路层规范。l981年，Ethernet V20规范公布。IEEE 8023标准是在Ethernet V20的基础上制定的，推动了以太网技术的发展和广泛应用。l990年，IEEE 8023标准中的物理层标准10 BASET推出，使用普通双绞线作为以太网传输介质。 1993年，使用光纤介质的物理层标准10BASE-F和产品推出。l995年，传输速率为100 Mbps的快速以太网标准和产品推出。l998年，传输速率为1 Gbps的千兆以太网标准推出。1999年，万兆以太网的产品问世，并成为局域网主干网的首选方案。 2. 以太网帧结构与工作流程分析 CSMACD方法描述：在以

7、太网中，如果一个结点要发送数据，它以“广播”方式通过总线发送一个数据帧，连在总线上的所有结点都能“收听”到这个数据帧。由于网中的所有结点都可以利用总线发送数据，并且网络中没有控制中心，因此冲突的发生将不可避免。为了有效实现多个结点访问公共传输介质的控制策略，CSMACD的发送流程可以简单概括为4点：先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发。工作流程如下图所示。 （1） 载波侦听 每个以太网结点利用总线发送数据时，首先需要侦听总线是否空闲。以太网的物理层规定发送的数据采用曼彻斯特编码方式。 （2） 冲突检测方法 有一种极端的情况是结点A向结点B发送数据，在数据信号正好快要到达结点B时，结点B也发送

8、数据，此时冲突发生。等到冲突的信号传送回结点A时，已经过两倍的传播延迟2r，其中r=DV，D为总线最大长度，v是电磁波在介质中的传播速率。如果超过两倍的传播延迟(2r)时间没有检测出冲突，就能肯定该结点已取得总线访问权，因此人们将2DV定义为冲突窗口。 从电子学的具体实现角度看，进行冲突检测可以有两种方法：比较法和编码违例判决法。比较法是指发送结点在发送帧的同时，将其发送信号波形与从总线上接收到的信号波形进行比较。编码违例判决法是指检查从总线上接收的信号波形。 （3） 发现冲突、停止发送 如果在发送数据过程中检测出冲突，为了解决信道争用冲突，发送结点要进入停止发送数据、随机延迟后重发的流程。随

9、机延迟重发的第一步是发送“冲突加强信号”。发送冲突加强信号的目的是确保有足够的冲突持续时间，使得网中的所有结点都能检测出冲突的存在，并立即丢弃冲突帧，减少由于冲突浪费的时间，提高信道利用率。 （4） 随机延迟重发 以太网协议规定一个帧的最大重发次数为l6。如果重发次数超过16，则认为线路故障，进入“冲突过多”结束状态。如果重发次数n16，则允许结点随机延迟再重发。为了公平地解决信道争用问题，需要确定后退延迟算法。典型的CSMACD后退延迟算法是截止二进制指数后退延迟算法。 3. 以太网帧结构 本节按Ethernet V20规范的帧结构进行讨论。DIX帧结构如下： 以太网帧结构主要包括以下几个部

10、分（重点、易考点）： （1） 前导码与帧前定界符字段以太网物理层的角度来看，接收电路从开始接收位到进入稳定状态需要一定的时间。 （2） 目的地址和源地址字段 （3） 类型字段表示的是网络层使用的协议类型。 （4） 数据字段数据字段是高层待发送的数据部分。数据字段的最小长度为46B。如果帧的数据字段值小于46B，应该将它填充至46B。填充字符是任意的，不计入长度字段值中。数据字段的最大长度为l 500B。由于帧头部分包括6B长的目的地址、6B长的源地址字段、2B长的长度字段与4B长的帧校验字段，因此帧头部分的长度为l8B。以太网帧的最小长度为64B，最大长度为l 518B。 （5） 帧校验字段帧

11、校验字段(FCS)采用32位的循环冗余校验(CRC)。CRC校验的范围是：目的地址、源地址、长度、LLC数据等字段。CRC校验的生成多项式为： 例题：（2010年3月）在以太网的帧结构中，表示网络层协议的字段是（） A)前导码 B)源地址 C)帧校验 D)类型 多智网校试题解析：本题考察的是以太网帧结构的识记型知识点，前导码是为了保证接收电路在帧的目的地址字段到来之前达到正常接收状态。帧前定界符可以视为前导码的延续。类型字段表示的是网络层使用的协议类型。所以本题选D。以太网4. 以太网帧的接收流程 如下图所示： 5. 以太网的实现方法 从实现的角度来看，构成以太网网络连接的设备包括网卡、收发器

12、和收发器电缆；从功能的角度来看，包括发送与接收信号的收发器、曼彻斯特编码与解码器、以太网数据链路控制、帧装配及与主机的接口；从层次的角度来看，这些功能覆盖了IEEE 8023标准的MAC子层与物理层。实际的网卡均采用可以实现介质访问控制、CRC校验、曼彻斯特编码与解码、收发器与冲突检测功能的专用VLSl芯片。 6. 以太网地址（重点） 为了统一管理以太网的物理地址，保证每块以太网网卡的地址是唯一的，IEEE注册管理委员会(RAC)为每个网卡生产商分配以太网物理地址的前3B，即公司标识，也称为机构唯一标识符(OUI)。后面的3B由网卡的厂商自行分配。当一家网卡生产商获得前3 B地址的分配权后，它

13、可以生产的网卡数量是224。例如，IEEE分配给3COM公司的前3B地址可能有多个，其中一个是。局域网地址的表示方法为0060-08，在两个十六进制数之间用一个连字符隔开。3COM公司可以为生产的每个网卡分配后3 8的地址值(例如00-A6-38)，则这个网卡的物理地址为00-60-08-00-A6-38。 例题：（2008年9月）以下哪个是正确的Ethemet物理地址? A)00-60-08 B)00-60-08-00-A6-38 C)00-60-08-00 D)00-60-08-00-A6-38-00 多智网校试题解析：本题考察的是以太网地址的识记型知识点。MAC地址共由48bit组成，前

14、24bit为公司标识，后24bit由网卡的厂商自行分配。所以本题选B。高速局域网三 高速局域网（重点） 高速以太网技术的发展过程如图所示： 1. 快速以太网 快速以太网的传输速率是普通以太网的10倍，数据传输速率达到l00 Mbps，但是它保留着传统10 Mbps以太网的基本特征，采用相同的帧格式、介质访问控制方法与组网方法，只是将每位的发送时间由100ns降低到10ns。1995年9月，IEEE 802委员会正式批准快速以太网标准IEEE 8023u。 100BASET有关传输介质的标准主要有3种。 （1）100BASETX：支持2对5类非屏蔽双绞线或2对1类屏蔽双绞线。其中，一对双绞线用于

15、发送，另一对双绞线用于接收。100BASETX是一个全双工系统，每个结点可同时以100 Mbps的速率发送与接收数据。 （2）100BASET4：支持4对3类非屏蔽双绞线UTP，其中3对用于数据传输，l对用于冲突检测。 （3）100BASEFX：支持2芯的多模或单模光纤，主要用于高速主干网，从结点到集线器的距离可以达到2 km。100BASEFX是一种全双工系统。 2.千兆以太网 1998年2月，IEEE 802委员会正式批准千兆以太网标准IEEE 8023Z。千兆以太网的传输速率比快速以太网快10倍，传输速率达到l Gbps。IEEE 8023Z标准在LLC子层使用IEEE 8022标准，在

16、MAC子层使用CSMACD方法，只是在物理层做一些必要的调整，它定义了新的物理层标准(1000BASET)。 1000BASET有关传输介质的标准主要有4种： l 1000BASET：使用5类非屏蔽双绞线，双绞线长度可达到l00m； l 1000BASECX：使用屏蔽双绞线，双绞线长度可达到25 m； l 1000BASELX：使用波长为l300 nm的单模光纤，光纤长度可达到3 000 m； l 1000BASESX：使用波长为850 nm的多模光纤，光纤长度可达到300550 m。 3.万兆以太网 万兆以太网标准由IEEE 8023ae委员会制定，正式标准已经在2002年完成。其带宽为10

17、Gbps。 万兆以太网主要具有以下特点： l 万兆以太网帧格式与普通以太网、快速以太网、千兆以太网帧格式相同； l 万兆以太网仍保留8023标准对以太网最小和最大帧长度的规定。 l 万兆以太网不再使用双绞线，而是使用光纤作为传输介质。它使用长距离(超过40 km)的光收发器与单模光纤，以便能在广域网和城域网范围内工作。它也能使用较便宜的多模光纤，但是传输距离限制在65300 m； l 万兆以太网只有全双工工作方式，因此不存在介质争用的问题。由于不使用CSMACD协议，这样网络的传输距离不受冲突检测的限制。 万兆以太网有两种不同的物理层标准： （1） 局域网物理层(LAN PHY)标准万兆以太网

18、的局域网物理层的传输速率为l0 Gbps。每个万兆以太网交换机可以支持10个千兆以太网端口。 （2） 广域网物理层(WAN PHY)标准万兆以太网的广域网物理层符合光纤通道速率体系SONETSDH的OC一192STM一64标准。 万兆以太网的传输速率为10 Gbps，广域网的传输速率为958464 Gbps。万兆以太网必须采取一种调整策略，通过万兆介质独立接口(10G MII)，将MAC层的工作速率由10 Gbps减到958464 Gbps，以便能够与物理层的数据传输速率匹配。由于万兆以太网的出现，以太网的工作范围已从局域网扩大到城域网和广域网。 例题：（2010年3月）支持单模光纤的千兆以太

19、网物理层标准是（） A)1000BASE-LX B)1000BASE-SX C)1000BASE-CX D)1000BASE-T 多智网校试题解析：本题考察高速局域网的识记性知识点。千兆以太网的物理层标准具体为：1000BASET，使用5类非屏蔽双绞线；1000BASECX，使用屏蔽双绞线；1000BASELX，使用波长为l300 nm的单模光纤；1000BASESX，使用波长为850 nm的多模光纤。所以本题的正确答案为A。虚拟局域网 虚拟网络建立在交换技术的基础上。如果将局域网上的结点按工作性质与需要划分成若干个“逻辑工作组”，则一个逻辑工作组就是一个虚拟网络。 虚拟网络建立在局域网交换机

20、的基础上，它以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，工作组中的结点不受物理位置的限制。相同工作组的成员不一定连接在相同的物理网段，它们可以连接在相同的交换机上，也可以连接在不同的局域网交换机上，只要这些交换机互连即可。当结点从一个工作组转移到另一个工作组时，只需要简单地通过软件设定，而无须改变在网络中的物理位置。 VLAN的组网方法主要有（重点）： （1） 用交换机端口号定义虚拟局域网 如下图所示。 （2） 用MAC地址定义虚拟局域网 这种方法使用结点的MAC地址定义虚拟局域网。由于结点的MAC地址是与硬件相关的地址，结点将自动保持原来的虚拟局域网成员地位，因此虚拟局域网允许结点移动到其他物理网

21、段。从这个角度来看，这种虚拟局域网可以视为基于用户的虚拟局域网。 这种方法的缺点是：所有用户在初始阶段必须配置到至少一个虚拟局域网，初始配置通过人工完成，随后就可以自动跟踪用户。但是，在大规模网络中，初始化时将上千个用户配置到虚拟局域网中很麻烦。 （3） 用网络层地址定义虚拟局域网 这种方法使用结点的网络层地址定义虚拟局域网。这种方法的优点是：用户可以按照协议类型来组成虚拟局域网，有利于组成基于服务或应用的虚拟局域网；用户可以随意移动结点而无须重新配置网络地址，这对于使用TCPIP协议的用户特别有利。 与用MAC地址或用端口地址来定义虚拟局域网的方法相比，用网络层地址定义虚拟局域网的方法的缺点

22、是性能比较差，这是由于检查网络层地址比MAC地址更加费时。 （4） 基于IP广播组的虚拟局域网 基于IP广播组的虚拟局域网是动态建立的。在这种虚拟局域网中，由代理对虚拟局域网中的成员进行管理。当有广播包要发送到多个目的结点时，就需要动态建立虚拟局域网的代理。代理通过广播信息通知各个结点，如果结点响应信息就可以加入广播组，并成为广播组虚拟局域网中的成员。广播组中的所有结点属于相同的虚拟局域网，但是它们只是特定时间内特定广播组的成员。这种虚拟局域网的优点是：可以根据服务灵活地组建，并且可以跨越路由器与广域网互连。 VLAN的优点（重点）： (1)方便网络用户管理，减少网络管理开销 实际的局域网在使

23、用过程中，由于机构变化而调整用户组是常有的事。如果调整用户组涉及结点位置的变化，则需要重新布线，这是网络管理者最头痛的事。虚拟局域网可以使用软件根据需要动态建立用户组，这样便于进行网络管理，减少网络管理开销。 (2)提供更好的安全性 不同网络用户对数据与信息资源有不同的要求和权限。在一个企业中，财务、人事、采购等部门有不同的管理需求。财务部门的数据不允许其他部门的人员查看。虚拟局域网可以将不同部门的用户划分到不同的逻辑用户组中，同组用户之间的数据就可以只在虚拟局域网中传输。虚拟局域网是一种简单、经济和安全的方法。 (3)改善网络服务质量 传统局域网的广播风暴对网络性能与服务质量影响很大。基于交

24、换机技术的虚拟局域网可以隔离不同的用户组，将同类用户的通信量控制在一个虚拟局域网中，相对减少潜在的广播风暴的危害，有利于改善网络服务的质量。 例题：（2008年9月）虚拟局域网可以将网络结点按工作性质与需要划分为若干个 A）物理网络B）逻辑工作组 C）端口映射表D）端口号/套接字映射表 多智网校试题解析：本题考察的是VLAN的理解型知识点。VLAN将网络结点按工作性质与需要划分为若干个逻辑工作组，每个逻辑工作组就是一个虚拟网络。所以本题的正确答案是B。无线局域网五无线局域网 无线局域网简称WLAN，无线局域网不仅能作为独立的移动通信网络使用，还可以作为传统局域网的补充。无线局域网以微波、激光与

25、红外线等无线电波作为传输介质，部分或全部代替传统局域网中的同轴电缆、双绞线与光纤，实现网络中移动结点的物理层与数据链路层功能。 1.WLAN的应用 （1）传统局域网的扩充 在某些特殊的环境中，无线局域网却能发挥传统局域网起不到的作用。这类环境主要包括：建筑物群之间、工厂建筑物之间的连接，不能布线的历史古建筑，临时性的小型办公室、大型展览会等。无线局域网提供了一种更有效的联网方式。在大多数情况下，传统局域网用来连接服务器和工作站，移动结点和不易于布线的结点通过无线局域网接入。 （2）建筑物之间的互联 无线局域网可以用于连接邻近建筑物中的局域网。在这种情况下，两座建筑物使用一条点到点无线链路，连接

26、的典型设备是无线网桥或路由器。 （3）漫游访问 带有天线的移动数据设备(例如笔记本式计算机、PDA)与无线集线器之间可以实现漫游访问。漫游访问在大学校园或业务分布在几幢建筑物的环境也很有用。用户可以带着自己的笔记本式计算机随意走动，可以从任何地点连接到无线局域网。 （4）特殊无线网络的结构 无线自组网(Ad hoc)采用一种不需要基站的“对等结构”移动通信模式。Ad hoc网络中没有固定的路由器。这种网络中的所有用户都可能移动，并且系统支持动态配置和动态流量控制。每个系统都具备动态搜索、定位和恢复连接的能力。这些行为特征可以用“移动分布式多跳无线网络”或“移动的网络”描述。Ad hoc网络已在

27、军事领域获得广泛的应用。 l997年，第1个无线局域网标准IEEE 80211形成。它定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技术，传输速率为l Mbps或2 Mbps的无线局域网标准。IEEE 80211b定义使用跳频扩频技术，传输速率为l Mbps、2 Mbps、35 Mbps与11 Mbps的无线局域网标准。IEEE 80211a将传输速率提高到54 Mbps。目前，IEEE 80211标准已发展为IEEE 80211j，对多种频段无线传输技术的物理层、MAC层、无线网桥、QoS管理、安全与身份认证做出一系列的规定。 2.红外无线局域网 红外无线(IR)信号是按视距方式传播，也就是说，发送

28、点必须能直接看到接收点，中间没有阻挡。由于红外线频谱是非常宽的，因此有可能提供极高的传输速率。红外线与可见光的部分特性是一致的，因此它可以被浅色的物体漫反射，这样就可以用天花板反射来覆盖整个房间。红外线不会穿过墙壁或其他的不透明物体。 红外局域网的数据传输技术主要有3种：定向光束红外传输、全方位红外传输与漫反射红外传输。红外无线局域网的优点是：通信的安全性好，抗干扰性强，系统安装简单，易于管理。但是，它的传输距离受到一定的限制。 3.扩频无线局域网 扩频通信是军事电子对抗中经常使用的一种方法，它是将数据基带信号频谱扩展几倍或几十倍，以牺牲通信频带宽度为代价，来提高无线通信系统的抗干扰性与安全性

29、。与传统上利用比较窄的频谱的调频、调幅无线通信相比，由于它需要将信号扩展到更宽的频谱上传输，因此这种技术被称为扩频通信。 无线局域网采用的扩频技术主要有两种： （1） 跳频扩频通信 简称FHSS，跳频扩频将可利用的频带划分成多个子频带，子频带称为信道；每个信道的带宽相同，中心频率由伪随机数发生器的随机数决定，变化的频率值称为跳跃系列；发送端与接收端采用相同的跳跃系列。 （2） 直接序列扩频通信 简称DSSS，使用24 GHz的工业、科学与医药专用的ISM频段，数据传输速率为l Mbps或2 Mbps。直接序列扩频的主要技术特点如下：将发送数据经过伪随机数发生器产生的伪随机码进行异或操作，再将异

30、或操作结果的数据调制后发送；所有接收结点使用相同的频段；发送端与接收端使用相同的伪随机码。 3.无线局域网标准 即IEEE802.11。下图给出了IEEE 80211结点发送数据帧的过程。如果信道空闲，结点可以发送数据帧。发送站在发送完一帧后，必须再等待一个短的时间间隔，检查接收站是否返回用于确认的ACK帧。如果接收到确认，说明此次发送没有出现冲突，发送成功。如果在规定的时间内没收到确认，表明出现冲突导致发送失败，重发该帧，直到在规定的最大重发次数之内发送成功。这个时间间隔称为帧间间隔(IFS)。帧间间隔的长短取决于帧类型。高优先级帧的帧间间隔短，可以优先获得发送权。 例题：（2009年9月）

31、红外无线局域网的数据传输技术包括：红外传输、全方位红外传输与漫反射红外传输。 多智网校试题解析：本题考察红外无线局域网的数据传输技术，为识记型知识点。红外局域网的数据传输技术主要有3种：定向光束红外传输、全方位红外传输与漫反射红外传输。所以本题的正确答案是：定向光束。局域网互联与网桥六局域网互联与网桥 1.局域网互联 很多实际的应用需要将多个局域网互联，这些应用环境主要有以下几种： （1）一个单位的不同部门根据各自的需要组建独立的局域网，这些局域网之间又需要交换信息与共享资源，这就需要把多个局域网互联起来； （2）一个单位有多幢办公楼，每幢办公楼内部建立局域网，这些办公楼内部的局域网需要互联起

32、来，构成支持整个单位管理信息系统的局域网环境； （3）一个单位不同部门的信息系统的安全性与通信量要求不同。如果某个部门的信息在安全方面的要求较高，可以将这些计算机连接在物理上相对独立的局域网中，再将这个局域网与企业的其他局域网互联起来； （4）在一个大型的企业或校园中，有数千台计算机需要联网，如果将它们用一个局域网连接起来，则势必会造成网络性能下降。可行的办法是将数千台计算机按地理位置或组织关系划分为多个局域网，通过互联构成一个大型的企业网或校园网； （5）如果联网计算机之间的距离超过单个局域网的最大覆盖范围，则可以将它们分成几个局域网来组建，再将这几个局域网互联构成一个大的网络。 2.网桥的

33、工作原理 网桥是数据链路层互联的设备。网桥用来实现多个网络系统之间的数据交换，起到数据接收、地址过滤与数据转发的作用。通过网桥实现数据链路层互联时，网络的数据链路层与物理层协议可以相同或不同。网桥主要有以下几个特点： （1） 网桥可以互联两个采用不同数据链路层协议、传输介质与传输速率的网络； （2） 网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互联网络之间的通信； （3） 网桥需要互联网络在数据链路层以上采用相同的协议； （4） 网桥可以分隔两个网络之间的广播通信，有利于改善互联网络的性能与安全性。 网桥最常见的用法是用于连接两个局域网。 网桥的具体设计： （1）网桥不更改接收帧的数据字段的内容

34、和格式，只是简单地将每个要传输的帧从一个局域网中复制下来，再原封不动地传送到另一个局域网，因此它要求两个局域网在MAC层以上使用相同的协议； （2）衡量网桥性能的参数主要是每秒钟接收与转发的帧数； （3）网桥必须具有寻址能力和路由选择能力； （4）网桥所连接的局域网的MAC层与物理层协议可以不同。 3.网桥的层次结构 如图所示： 1. 网桥的路由选择策略 （1） 网桥的基本分类 网桥通过路由表来实现不同网段之间的帧转发。网桥的重要工作是构建和维护路由表。路由表用于记录不同结点的物理地址与网桥转发端口的关系。如果没有路由表，网桥无法确定帧是否需要转发以及如何转发。 网桥按照路由表的建立方法分为两

35、类：透明网桥与源路由网桥。 （2） 透明网桥 目前，用得最多的网桥是透明网桥。透明网桥的路由表记录3个信息：站地址、端口与时间。透明网桥刚连接到局域网时，其路由表显然是空的。当透明网桥接收到一个帧时，它将记录帧的源MAC地址、帧进入网桥的端口号与时间，然后将该帧向所有其他端口转发。网桥在这样的转发过程中，逐渐地将其路由表建立起来。透明网桥的标准是IEEE 8021d。透明网桥主要有以下特点： l 透明网桥由网桥自己来决定路由选择，局域网中的各个结点不负责路由选择，网桥对于互联局域网的各结点来说是“透明”的； l 透明网桥常用于互连两个MAC层协议相同的局域网； l 透明网桥的最大优点是容易安装

36、，是一种即插即用的设备。 局域网的拓扑经常会发生变化。为了使路由表能反映整个网络的最新拓扑，还要将每个帧到达网桥的时间登记下来，以便在路由表中保留网络拓扑的最新状态信息。网桥中的端口管理软件周期性扫描路由表，只要是在一定时间以前登记的都要删除，这样就使网桥中的路由表能反映当前网络拓扑的状态。 透明网桥使用的是一种生成树(Spanning Tree)算法保证通过网桥互连的系统中不出现环型结构。 （3） 源路由网桥 源路由网桥假定每个结点在发送帧时，都已经知道发往各个目的结点的路由，并将详细路由信息放在发送帧的首部。源结点以广播方式向目的结点发送一个用于探测的发现帧。发现帧在通过网桥互连的各个局域网中沿着所有可能的路由传送。在传送过程中，