常見【連結層】設備 - 橋接器(Network Bridge)、L2 交換器(L2 Switch)

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橋接器(Network Bridge)

橋接器的特色就是將多個不同網段的獨立網路﹝進行連接﹞,就好像一座橋一樣,把不同的網絡變成同一個網絡一樣。

然而這樣做的主要目的是﹝提高網絡的可靠度﹞、﹝增加網絡的效率及安全性﹞。

raw-image

如圖所示,﹝Bridge﹞在這邊的運作流程是:
接收到發送請求→判斷請求是否放行→傳送到目的位址。

範例:

﹝User A﹞對﹝Bridge﹞發出請求,要傳送一份資料至﹝Work A﹞,此時

﹝Bridge﹞就會先透過內部有擁有的MAC Table將來源MAC位址記錄下來

一開始這個MAC Table是空的,大概長這樣↓

raw-image

當它收到﹝User A﹞發出來的請求時,它就會知道,﹝User A﹞的MAC Address,並且作紀錄為:

raw-image

而此時,﹝Bridge﹞具有的「過濾」和「轉送」功能就會開始發揮作用,

﹝Bridge﹞會根據目的地MAC位址,來決定是否將訊框(Frame)轉送出去,如果目的地位址和發送端位址在同一個網段,就會將訊框(Frame)丟掉,以避免浪費其他網路的頻寬。

如果判斷要轉送出去,那﹝Bridge﹞還不知道﹝Work A﹞是在哪一個位置,因此會先透過廣播的方式,將訊框(Frame)送給﹝Bridge﹞除了發送端網段以外的所有設備,一台一台的詢問誰是﹝Work A﹞,直到真正的﹝Work A﹞收下這個訊框(Frame)為止。

此時,現在的MAC Table就會變成這樣:

raw-image

到目前為止,這樣的訊框(Frame)轉送模式,其實就和集線器(Hub)一樣

唯一不同的差別就是,Hub沒有像這樣的Table,因此每次再轉送的時候,就得一直不斷地廣播了 ...。

正因為有這樣的「MAC Table」存在,當以後﹝User A﹞在指定傳送到﹝Work A﹞的時候,就不需要再進行廣播,只要透過單播的方式,一次就能直接送到位了。

BTW:如果所橋接的網路有一個以上的區段是無線網路,則這樣的裝置就會被為無線橋接器(Wireless bridge)

L2 交換器(L2 Switch)

L2 Switch 和 Bridge的功能很相似,基本上L2 Switch就是由Bridge演進過來的設備,過去稱為「多埠橋接器 (multiport bridge)」,現今大多都稱為L2 Switch,事實上在IEEE規範上的術語,仍是稱為「橋接器」,但因應時代演變,往後還是都會用口語的方式稱為「L2 Switch」。

亞美亞(Avaya)的ERS 2550T-PWR 50埠的網路交換器

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既然說L2 Switch演進過來的,其中肯定有不同的優化之處;而兩者較不同的是

1. 轉送MAC Address的方式不同

Bridge:需要等到訊框全部蒐集完後,才能進行位址查詢及【轉送】的動作。

L2 Switch:反之,只要蒐集到訊框的目的位址欄位就可以進行資訊【交換】,不用等到訊框全部收完。

因為Bridge只支援儲存後轉送,因此導致須要檢查整個訊框無誤後才會進行動作,進而導致「網路變慢」,而在這部分,L2 Switch 就完美地解決這個問題了!

2. 解決橋接器不足的地方

Bridge:同網路區段還是需藉由集線器來整合,因此多少都還會有頻寬損耗的問題產生。

L2 Switch:結合集線器和橋接器的功能,以利大幅降低網路傳輸頻寬問題,現今大多數都是用L2 Switch取代Hub和Bridge。

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Scott Salon
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