局域网扩展与虚拟局域网：网桥与支撑树算法

本文介绍了局域网的扩展方法以及透明网桥使用支撑树算法解决环路问题的机制。在局域网扩展中，我们通常通过在物理层、数据链路层和网络层进行操作来实现。在物理层，使用中继器和集线器可以放大并延长信号，但它们无法解决数据链路层的问题。在数据链路层，网桥和交换机被用来转发数据帧，而透明网桥则采用了支撑树算法来避免帧的无限循环。 透明网桥使用支撑树算法的主要目标是消除由冗余线路导致的网络环路。当局域网中有环路时，数据帧可能会在网络中无休止地循环，浪费网络资源并可能导致广播风暴。支撑树算法通过构建一个无环路的树形结构来确保数据帧只会单向传播，从而解决了这一问题。 在透明网桥的工作过程中，每个网桥维护一个转发表，该表记录了各MAC地址与出接口的关系。当网桥收到一个帧时，它会检查转发表来决定是否应该转发这个帧。如果接收的帧的目的MAC地址不在转发表中，网桥会将帧广播到所有接口，除了接收到该帧的那个接口。随着时间的推移，网桥通过学习帧的源MAC地址和入接口，逐步完善其转发表，从而减少不必要的广播。 透明网桥的支撑树算法通过以下步骤防止环路： 1. 每个网桥生成其连接的网络段的拓扑图。 2. 使用STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）算法计算出一个无环路的树状结构，这通常基于Cost（代价）来选择最优路径。 3. 在确定的树结构中，某些接口会被阻塞，以确保没有环路存在。 4. 数据帧只沿着支撑树进行转发，避免了环路导致的数据帧重复传输。 此外，文中还提到了路由器在网络层的使用，用于不同网络间的互连，以及网关在传输层及以上层次进行协议转换的角色。这些设备都是网络互连的关键组成部分，各自负责不同的功能，共同构建起复杂的网络环境。 透明网桥通过支撑树算法有效地解决了局域网中因冗余线路产生的环路问题，保证了数据帧的正确传输。同时，局域网的扩展方法，如物理层的中继器和集线器，以及数据链路层的网桥和交换机，都是构建和优化网络的重要工具。