网桥与转发表：以太网中的帧转发算法

"本文讨论了网桥处理接收帧和建立转发表的算法，以及以太网传输技术中的局域网扩展和虚拟局域网的概念。" 以太网是局域网中广泛使用的标准，其传输技术包括物理层、数据链路层和网络层等多个层次。网桥是一种在数据链路层扩展局域网的设备，通过转发数据帧来连接不同的网段，根据MAC地址进行通信。 网桥处理帧的算法主要包括以下步骤： 1. 当网桥在端口x接收到无差错的帧时，会检查帧的目的MAC地址。 2. 如果在转发表中找到了目的站的MAC地址，网桥会确定出到达该地址的端口d。 3. 如果端口d等于x，即帧的目的地就在同一端口，网桥会丢弃此帧，因为它不需要转发。否则，网桥会从端口d转发此帧。 4. 这个过程跳到步骤6。 5. 如果在转发表中没有找到目的站的MAC地址，网桥会将帧转发到除x之外的所有其他端口，以确保帧能被正确送达。 6. 如果源站的MAC地址不在转发表中，网桥会将其添加到表中，记录帧进入网桥的端口号，并启动计时器。然后进入步骤8。 7. 如果源站在转发表中，网桥仅更新对应计时器。 8. 网桥等待新的数据帧，然后返回步骤1。 局域网的扩展可以通过不同层次的设备实现： - 物理层扩展：使用中继器和集线器。中继器在物理层上再生和放大信号，但不提供不同网段间的隔离。集线器是多端口的中继器，可以连接多个设备，形成更大的局域网，但所有连接的设备都在同一个冲突域内。 - 数据链路层扩展：使用网桥和交换机。网桥通过查看MAC地址转发帧，避免冲突域，而交换机提供了更高的性能和更细粒度的控制。 - 网络层互连：使用路由器。路由器根据IP地址在不同网络间转发IP分组，实现网络互连。 - 传输层及以上层互连：使用网关。网关在传输层及以上层次处理数据，进行协议转换，适用于不同体系结构的网络互联。 通过这些设备和技术，局域网可以扩展到更广泛的区域，同时保持网络的逻辑结构简洁，使得网络层看起来仍然是一个单一的网络。这种扩展有助于提高网络的可靠性和性能，满足不同规模和需求的网络环境。