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网桥作为一个智能设备,负责在不同的局域网(LAN)之间转发数据帧。在实际工作中,网桥会对收到的数据帧进行多步处理,确保数据能够准确、快速地到达目标节点。以下是网桥的基本工作流程:
网桥在接收数据帧时,会将其缓存至内部存储设备备用。这种缓存机制能够帮助网桥快速处理后续的转发步骤,同时也为故障排查提供重要参考数据。
当数据帧通过网桥时,网桥首先会查看自身的网桥表。网桥表主要由两部分组成:
当网桥表中没有对应的源地址时,网桥会启动逆向学习机制,将帧中的源MAC地址及其所属端口信息添加至网桥表中。这种动态学习方式使得网桥能够快速识别发来的数据包,并确定其来源。
接下来,网桥会根据过滤数据库(��앤数据库)检查目的MAC地址的位置。如果目标地址位于当前处理的端口(例如,端口x),则网桥不会将该帧转发到其他端口。这种机制能避免数据帧在局域网内部循环传输。
如果目标节点不在当前网桥端口(即目标MAC地址不属于该端口),网桥会开启转发机制。具体来说:
网桥的转发机制支持生成树协议(STP),以避免两个或多个网桥之间形成环路。生成树协议会主动阻塞某些网桥端口,以防止数据帧在局域网内部无限循环。
为应对节点动态变化和内存资源有限等问题,网桥设置了老化机制。每个过滤数据库表项都有一个时间标记(例如默认为300秒),超过该时间标记后,该表项将被移除。此项设置确保网桥能够及时更新新的网络状态。
假设网桥在端口x接收到一个MAC数据帧,其核心工作流程如下:
查看源地址
观察源MAC地址是否已存在于网桥表中。如果没有,网桥会将该地址及其对应的端口信息添加至网桥表中。目的地址检查
查询过滤数据库,确定目标MAC地址是否属于当前端口(例如,端口x)。如果是,则不进行转发。转发判断
根据生成树协议(STP),确定目标端口是否处于非阻塞状态。如端口状态正常,可通过该端口发送数据。数据扩散
如果目标MAC地址未在过滤数据库中找到,网桥会将数据帧以扩散方式发送至所有其他相连端口。以一个简单的局域网为例:
站点A向站点B发送数据:网桥通过源MAC地址学习到A位于端口1,将其记录至网桥表中。由于目标B的MAC地址未在过滤数据库中,网桥会将帧通过端口2和3扩散传输。
站点B的应答:B接收到数据后可能会生成回应帧。网桥学习到B的MAC地址及其端口2信息,并将其加入网桥表中。同时,根据过滤数据库,B的响应帧中的目标地址A位于端口1,因此直接通过端口1转发回A。
站点C的通信:当C向A发送数据时,网桥同样接收到这一信息。网桥学习到C的MAC地址及其所属端口1,并将其记录至表中。由于A的MAC地址位于端口1(即当前帧的来源端口),C的数据不会被转发。
老化机制在实际中的表现:过滤数据库中的每个表项都有时间标记。影响因素包括网络故障、节点移动或设备更新等情况。超过一定时间后,如果目标MAC地址未出现,表项会被移除,以释放内存资源。
通过以上机制,网桥能够有效地在多个局域网之间实现数据传输,同时保持网络的高效运行。
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