网桥与转发表：局域网数据链路层扩展

"本文主要介绍了网桥在转发表中登记的三个关键信息——站地址、端口和时间，以及如何通过不同层次的设备扩展局域网，包括中继器、集线器、网桥和交换机的角色。" 在局域网的扩展中，通常有几种方法来增加网络覆盖范围和提高性能。首先，在物理层扩展局域网，这主要通过中继器和集线器来实现。中继器是一种简单的设备，它的主要功能是在物理层上接收并再生信号，以延长网络的距离。中继器的优点是安装简便、价格较低，但缺点是不能无限次地扩展网络长度，并且它无法区分数据链路层的帧或网络层的分组，不提供网段间的隔离。 集线器可以看作是多端口的中继器，能够将多个网络段连接在一起，形成一个较大的局域网。当多个集线器连接时，虽然物理上形成了一个大的网络，但在网络层仍然被视为单个网络。然而，集线器的所有连接端口共享带宽，且不能避免冲突域，这意味着在一个集线器连接的所有设备间可能会出现数据传输冲突。 在数据链路层扩展局域网，我们使用网桥和交换机。网桥能够根据MAC地址转发数据帧，从而在不同的网段之间建立通信，同时它会记录源MAC地址、进入网桥的端口以及帧到达的时间，这有助于学习和构建转发表，以更有效地转发数据。交换机是网桥的现代变体，拥有更高的性能和更多的功能，比如存储转发、帧过滤和流量控制。 最后，若需要在网络层及以上层次进行网络互连，就会用到路由器。路由器基于IP地址在网络之间转发IP分组，实现不同网络间的通信。而网关则工作在传输层及以上层次，它可以处理和转换不同协议，使得不同体系结构的网络能够相互通信。 通过这些设备，我们可以构建出复杂而高效的网络结构，满足不同规模和需求的局域网扩展和互连。然而，每种设备都有其局限性，如中继器和集线器在提供物理层扩展的同时，也可能导致广播风暴和冲突问题；网桥和交换机虽然提高了数据链路层的效率，但对网络层的控制有限；而路由器和网关虽然能够处理更高层次的协议转换，但可能导致网络延迟和复杂性增加。因此，在设计网络时，需要根据实际需求平衡各种设备的优缺点。