Welche Geräte implementieren die Verbindung auf der Datenverbindungsebene von Computernetzwerken?

Das Gerät, das die Verbindung auf der Datenverbindungsschicht implementiert, ist die „Brücke“. Eine Bridge ist ein Verbindungsgerät, das Datenpakete basierend auf physischen Adressen filtert und weiterleitet. Sie arbeitet auf der Datenverbindungsebene des OSI-Modells und übernimmt die Rolle des Datenempfangs, der Adressfilterung und der Datenweiterleitung zur Implementierung mehrerer Netzwerke zum Datenaustausch zwischen Systemen. Eine Netzwerkbrücke kann zwei Netzwerke über unterschiedliche Übertragungsmedien und unterschiedliche Übertragungsraten verbinden; sie realisiert die Kommunikation zwischen verbundenen Netzwerken durch Empfangen, Speichern, Adressfiltern und Weiterleiten.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Die Datenverbindungsschicht ist die zweite Schicht im OSI-Referenzmodell zwischen der physikalischen Schicht und der Netzwerkschicht. Die Datenverbindungsschicht stellt der Netzwerkschicht Dienste bereit, die auf den von der physikalischen Schicht bereitgestellten Diensten basieren. Ihr grundlegendster Dienst besteht darin, Daten zuverlässig von der physikalischen Schicht an die Zielnetzwerkschicht benachbarter Knoten zu übertragen.

Das Gerät, das die Verbindung auf der Datenverbindungsschicht des Computernetzwerks realisiert, ist die „Brücke“ Bei der Netzwerkverbindung übernimmt sie die Rolle des Datenempfangs, der Adressfilterung und der Datenweiterleitung und wird zur Datenimplementierung zwischen mehreren Netzwerksystemen verwendet . Austausch.

Eine Bridge ist ein Verbindungsgerät, das Datenpakete basierend auf physischen Adressen filtert und weiterleitet. Es arbeitet auf der Datenverbindungsschicht des OSI-Modells (entsprechend der Netzwerkzugriffsschicht des TCP/IP-Netzwerks).

Grundlegende Funktionen der Netzwerkbrücke:

1. Die Brücke implementiert LAN-Verbindung auf der Datenverbindungsschicht

2. Eine Netzwerkbrücke kann zwei Netzwerke über unterschiedliche Übertragungsmedien und unterschiedliche Übertragungsraten miteinander verbinden

3. Die Brücke realisiert die Kommunikation zwischen miteinander verbundenen Netzwerken durch Empfangen, Speichern, Adressfiltern und Weiterleiten

4. Die Brücke muss die Netzwerke über dasselbe Protokoll über der Datenverbindungsschicht miteinander verbinden

5. Bridges können den Datenverkehr zwischen zwei Netzwerken trennen und so dazu beitragen, die Leistung und Sicherheit miteinander verbundener Netzwerke zu verbessern.

Bridge ist wie ein intelligenter Repeater. Repeater empfangen Signale von einem Netzwerkkabel, verstärken sie und senden sie an das nächste Kabel. Im Vergleich dazu reagiert die Brücke empfindlicher auf die vom Level hochgeladenen Informationen. Bridge ist eine Technologie, die Frames basierend auf MAC in Blöcke weiterleitet, um Kollisionen zu isolieren. Eine Netzwerkbrücke verbindet dasselbe Netzwerksegment auf der Datenverbindungsebene. Sie kann nur eine Verbindung zu homogenen Netzwerken (dem gleichen Netzwerksegment) herstellen und kann keine Verbindung zu heterogenen Netzwerken (verschiedene Netzwerksegmente) herstellen.

Eine Netzwerkbrücke, auch Bridge genannt, ist ein Speicher-/Weiterleitungsgerät, das zwei LANs verbindet. Sie kann ein großes LAN in mehrere Netzwerksegmente unterteilen oder mehr als zwei LANs zu einem logischen LAN verbinden, wodurch der Server zugänglich ist alle Benutzer im LAN.

Der gängigste Weg, ein LAN zu erweitern, ist die Verwendung einer Bridge. Die einfachsten Bridges verfügen über zwei Ports, komplexere Bridges können über mehr Ports verfügen. Jeder Port der Bridge ist mit einem Netzwerksegment verbunden.

Die Bridge hört jedes Netzwerksegment ab, mit dem sie verbunden ist, und erstellt eine Tabelle, die angibt, in welchem ​​Netzwerksegment sich die physische Adresse befindet. Wenn Daten an der Bridge ankommen, prüft sie die Zieladresse der Daten und vergleicht sie mit der Routing-Tabelle. Wenn die Zieladresse bei der Datenübertragung zu einem Netzwerksegment gehört, ignoriert die Bridge die Daten. Befindet sich die Zieladresse in einem anderen Netzwerksegment, leitet die Bridge die Daten an das entsprechende Netzwerksegment weiter. Wenn die Zieladresse nicht in der Routing-Tabelle enthalten ist, leitet die Bridge die Daten an alle Netzwerksegmente außer dem Quellnetzwerksegment weiter.

So funktioniert die Bridge

Die Bridge verbindet zwei ähnliche Netzwerke und verwaltet den Netzwerkdatenfluss. Es arbeitet auf der Datenverbindungsebene und kann nicht nur die Entfernung oder Reichweite des Netzwerks vergrößern, sondern auch die Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit des Netzwerks verbessern.

Nachdem Netzwerk 1 und Netzwerk 2 über die Bridge verbunden sind, empfängt die Bridge das von Netzwerk 1 gesendete Datenpaket und überprüft die Adresse im Paket. Wenn die Adresse zu Netzwerk 1 gehört, wird sie verworfen die Adresse von Netzwerk 2 ist, wird weiterhin an Netzwerk 2 gesendet.

Auf diese Weise können die Bridge-Isolationsinformationen verwendet werden, um dieselbe Netzwerknummer in mehrere Netzwerksegmente (zu derselben Netzwerknummer gehörend) aufzuteilen, ein sicheres Netzwerksegment zu isolieren und illegalen Zugriff durch Benutzer in anderen Netzwerksegmenten zu verhindern. Aufgrund der Segmentierung des Netzwerks ist jedes Netzwerksegment relativ unabhängig und der Ausfall eines Netzwerksegments hat keine Auswirkungen auf den Betrieb eines anderen Netzwerksegments.

Eine Netzwerkbrücke kann ein spezielles Hardwaregerät sein oder durch eine auf dem Computer installierte Netzwerkbrückensoftware implementiert werden. In diesem Fall werden mehrere Netzwerkadapter (Netzwerkkarten) auf dem Computer installiert.

Die Funktion einer Bridge ähnelt der eines Repeaters bei der Erweiterung der Netzwerkspanne, sie kann jedoch intelligente Verbindungsdienste bereitstellen, d. h. Weiterleitung und Filterung basierend darauf, in welchem ​​Netzwerksegment sich die Endadresse des Frames befindet. Das Verständnis der Netzwerkbrücke über das Netzwerksegment, in dem sich der Standort befindet, wird durch „Selbstlernen“ erreicht. Es gibt transparente Brücken, Konvertierungsbrücken, Kapselungsbrücken und Quellrouting-Brücken. Das Netzwerkbrückendiagramm ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Vorteile von Brücken

1. Eine Netzwerkbrücke kann die Informationsmenge zwischen Workstations in einem Netzwerksegment eines LAN innerhalb dieses Netzwerksegments begrenzen, anstatt sie über die Netzwerkbrücke an andere Netzwerksegmente weiterzuleiten.

2. Der physische Umfang wird erweitert und auch die maximale Anzahl von Arbeitsplätzen im gesamten LAN wird erhöht.

3. Zur Verbindung verschiedener LANs können verschiedene physikalische Schichten verwendet werden.

4. Verbesserte Zuverlässigkeit. Wenn ein größeres LAN in mehrere kleinere LANs aufgeteilt wird und die Informationsmenge innerhalb jedes kleinen LANs deutlich höher ist als die Informationsmenge zwischen den Netzwerken, dann wird die Leistung des gesamten verbundenen Netzwerks besser.

Nachteile der Bridge

1. Da die Bridge den empfangenen Frame zuerst speichern und nachschlagen und ihn dann weiterleiten muss, erhöht sich die Verzögerung.

2. Im MAC-Sublayer gibt es keine Flusskontrollfunktion. Wenn das Netzwerk stark ausgelastet ist, kann der Bridge-Puffer aufgrund von unzureichendem Speicherplatz überlaufen, was zu Frame-Verlusten führt.

3. Wenn Netzwerksegmente mit unterschiedlichen MAC-Unterschichten miteinander verbunden werden, muss die Brücke vor der Weiterleitung eines Frames den Inhalt einiger Felder des Rahmens ändern, um sie an die Anforderungen einer anderen MAC-Unterschicht anzupassen, wodurch sich die Verzögerung erhöht.

4. Netzwerkbrücken eignen sich nur für LANs mit einer geringen Anzahl von Benutzern (nicht mehr als ein paar Hundert) und einer geringen Menge an Informationen. Andernfalls kann es manchmal zu großen Broadcast-Stürmen kommen.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Spalte „FAQ“!

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