橋接器

橋接器

橋接器（Bridge）是計算機網絡中用於連接兩個或多個網絡段的設備，工作在OSI模型的第二層（數據鏈路層）。其主要功能是根據MAC地址過濾、轉發和泛洪幀，從而擴展本地網絡的範圍。

橋接器最早由Digital Equipment公司在1980年代初期開發，用於連接不同類型的局域網（如以太網和令牌環網）。現代橋接器技術已發展為更複雜的交換機，但基本工作原理仍然相同。

橋接器通過以下過程實現網絡連接：

1. 學習過程：監聽所有端口流量，記錄源MAC地址與對應端口的映射關係，建立MAC地址表

2. 過濾過程：檢查目標MAC地址，若與源地址在同一端口則丟棄該幀（不轉發）

3. 轉發過程：若目標MAC地址在另一端口，則僅將幀轉發到該特定端口

4. 泛洪過程：若目標MAC地址未知，則向所有端口（除接收端口外）轉發該幀

橋接器使用生成樹協議（STP）來防止網絡環路，確保網絡拓撲無環。

透明橋接器

最常見的橋接器類型，完全對終端設備透明，自動學習MAC地址表，主要用於以太網環境。

源路由橋接器

主要用於令牌環網絡，由發送端決定幀的路由路徑，幀頭中包含路由信息。

轉換橋接器

用於連接不同類型的網絡（如以太網與令牌環網），負責不同幀格式之間的轉換。

無線橋接器

用於連接無線網絡段，常見於WDS（無線分佈系統）中擴展無線網絡覆蓋範圍。

優點：

• 擴展網絡物理範圍

• 增加網絡節點數量

• 分割衝突域，提高網絡性能

• 連接不同物理介質的網絡（如UTP和光纖）

• 相對路由器成本較低

缺點：

• 不能隔離廣播流量（廣播風暴問題）

• 轉發延遲較高（存儲轉發機制）

• 不適合大型複雜網絡

• 缺乏高級路由功能

1. 局域網擴展：連接兩個或多個以太網段，擴大網絡覆蓋範圍

2. 網絡負載平衡：分流網絡流量，避免單一網段擁塞

3. 網絡監控：可配置為鏡像端口，用於網絡分析

4. 無線網絡橋接：連接多個無線接入點，擴展WiFi覆蓋

5. 工業網絡：在嚴苛環境中提供可靠的網絡連接

現代橋接器通常提供以下管理功能：

• Web界面配置

• CLI（命令行界面）

• SNMP監控

• 固件升級

• 端口鏡像設置

• VLAN支持（某些高級型號）

基本配置步驟包括：

1. 設置管理IP地址

2. 配置生成樹協議參數

3. 設置端口參數（速率、雙工模式等）

4. 配置安全功能（如MAC地址過濾）

隨著網絡技術發展，純橋接器已逐漸被交換機取代，但橋接技術仍在以下領域發展：

• 軟件定義網絡（SDN）中的虛擬橋接

• 物聯網（IoT）設備間的輕量級連接

• 無線Mesh網絡中的智能橋接

• 工業自動化網絡的特殊應用

橋接器作為網絡基礎設備，其核心概念仍影響著現代網絡設備的設計與實現。