Bridging (Vernetzung) - Wikipedia

Eine allgemeine Übersicht über Netzwerkbrücken mit ISO / OSI-Schichten und -Terminologie

Eine Netzwerkbrücke ist ein Computernetzwerkgerät, das ein einzelnes Netzwerk aus mehreren Kommunikationsnetzwerken oder Netzwerksegmenten erstellt . Diese Funktion wird als Network Bridging bezeichnet. ^[1] Bridging unterscheidet sich vom Routing. Durch Routing können mehrere Netzwerke unabhängig voneinander kommunizieren und dennoch getrennt bleiben, wohingegen Bridging zwei separate Netzwerke verbindet, als wären sie ein einzelnes Netzwerk. ^[2] Im OSI-Modell wird Bridging in der Datenverbindungsschicht (Schicht 2) durchgeführt. ^[3] Wenn ein oder mehrere Segmente des überbrückten Netzwerks drahtlos sind, wird das Gerät als Wireless Bridge bezeichnet.

Es gibt vier Arten von Netzwerküberbrückungstechnologien: einfaches Überbrücken, Multiportüberbrückung, Lernen oder transparentes Überbrücken und Überbrückung mit Quellrouten verwendet eine Tabelle, die als Weiterleitungsinformationsbasis bezeichnet wird, um die Weiterleitung von Frames zwischen Netzwerksegmenten zu steuern. Die Tabelle beginnt leer und Einträge werden hinzugefügt, wenn die Bridge Frames empfängt. Wenn kein Zieladresseintrag in der Tabelle gefunden wird, wird der Frame an alle anderen Ports der Bridge geflutet und der Frame an alle Segmente geflutet, mit Ausnahme desjenigen, von dem er empfangen wurde. Mit Hilfe dieser überfluteten Frames antwortet ein Host im Zielnetzwerk, und es wird ein Eintrag für die Weiterleitungsdatenbank erstellt. In diesem Prozess werden sowohl Quell- als auch Zieladressen verwendet: Quelladressen werden in Einträgen in der Tabelle aufgezeichnet, während Zieladressen in der Tabelle nachgeschlagen und mit dem richtigen Segment abgeglichen werden, an das der Frame gesendet werden soll. Die Digital Equipment Corporation (DEC) entwickelte die Technologie ursprünglich in den 1980er Jahren. ^[6]

Im Zusammenhang mit einer Zwei-Port-Brücke kann man sich die Weiterleitungsinformationsbasis als Filterdatenbank vorstellen. Eine Bridge liest die Zieladresse eines Frames und entscheidet sich entweder für das Weiterleiten oder Filtern. Wenn die Bridge feststellt, dass sich der Zielhost in einem anderen Segment im Netzwerk befindet, leitet er den Frame an dieses Segment weiter. Wenn die Zieladresse zu demselben Segment wie die Quelladresse gehört, filtert die Bridge den Frame und verhindert, dass er das andere Netzwerk erreicht, in dem er nicht benötigt wird.

Transparentes Bridging kann auch über Geräte mit mehr als zwei Ports betrieben werden. Angenommen, eine Brücke ist mit drei Hosts A, B und C verbunden. Die Brücke verfügt über drei Ports. A ist mit Bridge-Port 1 verbunden, B ist mit Bridge-Port 2 verbunden, C ist mit Bridge-Port 3 verbunden. A sendet einen an B adressierten Rahmen an die Bridge. Die Bridge untersucht die Quelladresse des Frames und erstellt einen Adress- und Portnummerneintrag für A in der Weiterleitungstabelle. Die Bridge überprüft die Zieladresse des Frames und findet sie nicht in der Weiterleitungstabelle, sodass sie an alle anderen Ports (2 und 3) geflutet wird. Der Frame wird von den Hosts B und C empfangen. Host C überprüft die Zieladresse und ignoriert die Zieladresse Rahmen. Host B erkennt eine Zieladressenübereinstimmung und generiert eine Antwort auf A. Auf dem Rückpfad fügt die Bridge der Weiterleitungstabelle eine Adresse und einen Portnummerneintrag für B hinzu. Die Bridge hat bereits die Adresse von A in der Weiterleitungstabelle, so dass die Antwort nur an Port 1 weitergeleitet wird. Host C oder andere Hosts an Port 3 werden nicht mit der Antwort belastet. Die bidirektionale Kommunikation zwischen A und B ist jetzt ohne weitere Flutung im Netzwerk möglich.

Einfache Überbrückung [ edit ]

Eine einfache Brücke verbindet zwei Netzwerksegmente, indem sie normalerweise transparent arbeitet und Frame für Frame entscheidet, ob von einem Netzwerk weitergeleitet werden soll oder nicht zu den anderen. Typischerweise wird eine Store-and-Forward-Technik verwendet, um die Frame-Integrität im Quellnetz zu überprüfen und CSMA / CD-Verzögerungen im Zielnetzwerk zu speichern. Im Gegensatz zu Repeatern, die einfach die maximale Spannweite eines Segments verlängern, werden nur Vorwärtsrahmen überbrückt, die zum Überqueren der Brücke erforderlich sind. Darüber hinaus reduzieren Brücken Kollisionen, indem auf beiden Seiten der Brücke eine separate Kollisionsdomäne erstellt wird.

Multiport-Überbrückung [ edit ]

Eine Multiport-Brücke verbindet mehrere Netzwerke und arbeitet transparent, um Frame-by-Frame-Basis für den Weiterleitungsverkehr zu bestimmen. Zusätzlich muss eine Multiport-Brücke entscheiden, wohin der Verkehr weitergeleitet werden soll. Wie die einfache Bridge verwendet eine Multiport-Bridge normalerweise die Speicher- und Weiterleitungsoperation. Die Multiport-Bridge-Funktion dient als Basis für Netzwerk-Switches.

Implementierung [ edit ]

Die in einem inhaltsadressierbaren Speicher (CAM) gespeicherte Weiterleitungsinformationsbasis ist anfangs leer. Für jeden empfangenen Ethernet-Frame lernt der Switch von der Quell-MAC-Adresse des Frames und addiert diese zusammen mit der Ingress-Schnittstelle, um die Weiterleitungsinformationsbasis aufzubauen. Der Switch leitet den Frame dann an die im CAM gefundene Schnittstelle basierend auf der MAC-Adresse des Frame-Ziels weiter. Wenn die Zieladresse unbekannt ist, sendet der Switch den Frame an alle Schnittstellen (außer Ingress-Schnittstelle). Dieses Verhalten wird als Unicast-Flutung bezeichnet.

Weiterleitung [ edit ]

Sobald eine Brücke die Adressen der verbundenen Knoten erfährt, leitet sie Datenlink-Layer-Frames mit einer Schicht-2-Weiterleitungsmethode weiter. Es gibt vier Weiterleitungsmethoden, die eine Bridge verwenden kann, von denen die zweite bis vierte Methode leistungssteigernde Methoden waren, wenn sie auf "Switch" -Produkten mit den gleichen Eingangs- und Ausgangsportbandbreiten verwendet wurden:

1. Speichern und Weiterleiten: Der Switch puffert und überprüft jeden Frame, bevor er weitergeleitet wird. Ein Frame wird vollständig empfangen, bevor er weitergeleitet wird.
2. Cut through: Der Switch beginnt mit dem Forwarding, nachdem die Zieladresse des Frames empfangen wurde. Es gibt keine Fehlerprüfung bei dieser Methode. Wenn der ausgehende Port zu diesem Zeitpunkt belegt ist, wechselt der Switch in den Store-and-Forward-Betrieb. Wenn der Egress-Port mit einer schnelleren Datenrate als der Ingress-Port läuft, wird normalerweise store-and-forward verwendet.
3. Fragment free: Eine Methode, die versucht, die Vorteile von Store, Forward und Cut zu erhalten. Fragment free prüft die ersten 64 Bytes des Frames, in dem Adressierungsinformationen gespeichert sind. Gemäß den Ethernet-Spezifikationen sollten Kollisionen während der ersten 64 Bytes des Frames erkannt werden. Frames, die aufgrund einer Kollision fehlerhaft sind, werden nicht weitergeleitet. Auf diese Weise erreicht der Rahmen immer sein vorgesehenes Ziel. Fehlerprüfung der tatsächlichen Daten im Paket verbleibt für das Endgerät.
4. Adaptives Schalten: eine Methode zur automatischen Auswahl zwischen den anderen drei Modi. ^[7][8]

Siehe auch [ edit

Literaturhinweise [ edit ]

Weiterführende Literatur [ edit