forward it. If the bridge is attach

forward it. If the bridge is attached to two or more networks, then it must decide
whether or not to forward the frame and, if so, on which LAN the frame should be
transmitted.
The routing decision may not always be a simple one. Figure 15.10 also shows
that there are two routes between LAN A and LAN E. Such redundancy provides
for higher overall Internet availability and creates the possibility for load balancing.
In this case, if station 1 transmits a frame on LAN A intended for station 5 on
LAN E, then either bridge 101 or bridge 107 could forward the frame. It would
appear preferable for bridge 107 to forward the frame, since it will involve only one
hop, whereas if the frame travels through bridge 101, it must suffer two hops.
Another consideration is that there may be changes in the configuration. For example,
bridge 107 may fail, in which case subsequent frames from station 1 to station 5
should go through bridge 101. So we can say that the routing capability must take
into account the topology of the internet configuration and may need to be dynamically
altered.
A variety of routing strategies have been proposed and implemented in recent
years. The simplest and most common strategy is fixed routing. This strategy is suitable
for small internets and for internets that are relatively stable. In addition, two
groups within the IEEE 802 committee have developed specifications for routing
strategies. The IEEE 802.1 group has issued a standard for routing based on the use
of a spanning tree algorithm. The token ring committee, IEEE 802.5, has issued its
own specification, referred to as source routing. In the remainder of this section, we
look at fixed routing and the spanning tree algorithm, which is the most commonly
used bridge routing algorithm.
For fixed routing, a route is selected for each source-destination pair of LANs
in the configuration. If alternate routes are available between two LANs, then typically
the route with the least number of hops is selected. The routes are fixed, or at
least only change when there is a change in the topology of the internet.
The strategy for developing a fixed routing configuration for bridges is similar
to that employed in a packet-switching network (Figure 12.2). A central routing
matrix is created, to be stored perhaps at a network control center. The matrix
shows, for each source-destination pair of LANs, the identity of the first bridge on
the route. So, for example, the route from LAN E to LAN F begins by going through
bridge 107 to LAN A. Again consulting the matrix, the route from LAN A to LAN
F goes through bridge 102 to LAN C. Finally, the route from LAN C to LAN F is
directly through bridge 105. Thus the complete route from LAN E to LAN F is
bridge 107, LAN A, bridge 102, LAN C, bridge 105.
From this overall matrix, routing tables can be developed and stored at each
bridge. Each bridge needs one table for each LAN to which it attaches. The information
for each table is derived from a single row of the matrix. For example, bridge
105 has two tables, one for frames arriving from LAN C and one for frames arriving
from LAN F. The table shows, for each possible destination MAC address, the identity
of the LAN to which the bridge should forward the frame.
Once the directories have been established, routing is a simple matter. A
bridge copies each incoming frame on each of its LANs. If the destination MAC
address corresponds to an entry in its routing table, the frame is retransmitted on
the appropriate LAN.
15.4 / BRIDGES 471
The fixed routing strategy is widely used in commercially available products. It
requires that a network manager manually load the data into the routing tables. It
has the advantage of simplicity and minimal processing requirements. However, in a
complex internet, in which bridges may be dynamically added and in which failures
must be allowed for, this strategy is too limited.
The Spanning Tree Approach
The spanning tree approach is a mechanism in which bridges automatically develop
a routing table and update that table in response to changing topology. The algorithm
consists of three mechanisms: frame forwarding, address learning, and loop
resolution.
Frame Forwarding In this scheme, a bridge maintains a forwarding database for
each port attached to a LAN.The database indicates the station addresses for which
frames should be forwarded through that port.We can interpret this in the following
fashion. For each port, a list of stations is maintained.A station is on the list if it is on
the “same side” of the bridge as the port. For example, for bridge 102 of Figure
15.10, stations on LANs C, F, and G are on the same side of the bridge as the LAN
C port, and stations on LANs A, B, D, and E are on the same side of the bridge as
the LAN A port. When a frame is received on any port, the bridge must decide
whether that frame is to be forwarded through the bridge and out through one of
the bridge’s other ports. Suppose that a bridge receives a MAC frame on port x. The
following rules are applied:
1. Search the forwarding database to determine if the MAC address is listed for
any port except port x.
2. If the destination MAC address is not found, forward frame out all ports except
the one from which is was received.This is part of the learning process described
subsequently.
3. If the destination address is in the forwarding database for some port y, then
determine whether port y is in a blocking or forwarding state. For reasons
explained later, a port may sometimes be blocked, which prevents it from receiving
or transmitting frames.
4. If port y is not blocked, transmit the frame through port y onto the LAN to
which that port attaches.
Address Learning The preceding scheme assumes that the bridge is already
equipped with a forwarding database that indicates the direction, from the bridge, of
each destination station. This information can be preloaded into the bridge, as in
fixed routing. However, an effective automatic mechanism for learning the direction
of each station is desirable. A simple scheme for acquiring this information is based
on the use of the source address field in each MAC frame.
The strategy is this. When a frame arrives on a particular port, it clearly has
come from the direction of the incoming LAN. The source address field of the
frame indicates the source station. Thus, a bridge can update its forwarding database
for that port on the basis of the source address field of each incoming frame.
To allow for changes in topology, each element in the database is equipped with a
472 CHAPTER 15 / LOCAL AREA NETWORK OVERVIEW
timer. When a new element is added to the database, its timer is set. If the timer
expires, then the element is eliminated from the database, since the corresponding
direction information may no longer be valid. Each time a frame is received,
its source address is checked against the database. If the element is already in the
database, the entry is updated (the direction may have changed) and the timer is
reset. If the element is not in the database, a new entry is created, with its own
timer.
Spanning Tree Algorithm The address learning mechanism described previously
is effective if the topology of the internet is a tree; that is, if there are no alternate
routes in the network. The existence of alternate routes means that there is a
closed loop. For example in Figure 15.10, the following is a closed loop: LAN A,
bridge 101, LAN B, bridge 104, LAN E, bridge 107, LAN A.
To see the problem created by a closed loop, consider Figure 15.11. At time
station A transmits a frame addressed to station B. The frame is captured by both
bridges. Each bridge updates its database to indicate that station A is in the direction
of LAN X, and retransmits the frame on LAN Y. Say that bridge retransmits
at time and bridge a short time later Thus B will receive two copies of the
frame. Furthermore, each bridge will receive the other’s transmission on LAN Y.
Note that each transmission is a frame with a source address of A and a destination
address of B.Thus each bridge will update its database to indicate that station A is in

Kết quả (Việt) 1:

chuyển tiếp nó. Nếu cầu được gắn vào hai hoặc nhiều mạng, sau đó nó phải quyết địnhchuyển tiếp khung hay không và, nếu như vậy, trên mạng LAN mà khung nêntruyền.Quyết định định tuyến có thể không luôn luôn là một đơn giản nhất. Con số 15,10 cũng cho thấyrằng không có hai tuyến đường giữa LAN A và LAN E. Dư thừa như vậy cung cấpđể được cao hơn tổng thể Internet và tạo ra khả năng cho cân bằng tải.Trong trường hợp này, nếu station 1 truyền một khung trên mạng LAN A dành cho station 5 ngàyLAN E, sau đó một trong hai cầu 101 hoặc cầu 107 có thể chuyển tiếp khung. Nó sẽxuất hiện thích hợp hơn cho cầu 107 để chuyển tiếp khung, vì nó sẽ liên quan đến chỉ mộthop, trong khi nếu khung đi thông qua cây cầu 101, nó phải bị hai bước nhảy.Xem xét khác là có thể có những thay đổi trong cấu hình. Ví dụ,cầu 107 có thể thất bại, trong đó khung tiếp theo trường hợp ga 1 kênh 5nên đi qua cầu 101. Vì vậy, chúng tôi có thể nói rằng khả năng định tuyến phải mấtvào tài khoản tô pô của các cấu hình của internet và có thể cần phải tự độngthay đổi.Một loạt các chiến lược định tuyến đã được đề xuất và thực hiện ở tạinăm. Chiến lược đơn giản nhất và phổ biến nhất cố định định tuyến. Chiến lược này là phù hợpcho nhỏ internets và cho internets mà là tương đối ổn định. Ngoài ra, haiNhóm trong Ủy ban IEEE 802 đã phát triển chi tiết kỹ thuật cho việc định tuyếnchiến lược. IEEE 802. 1 nhóm đã ban hành một tiêu chuẩn cho việc định tuyến dựa trên việc sử dụngmột thuật toán cây khung. Ủy ban token ring, IEEE 802.5, đã ban hành của nóđặc tả riêng, được gọi là theo định tuyến. Phần còn lại của phần này, chúng tôinhìn vào định tuyến cố định và các thuật toán cây khung, mà là phổ biến nhấtsử dụng thuật toán định tuyến cầu.Cho việc định tuyến cố định, một tuyến đường được chọn cho mỗi cặp điểm đến nguồn của mạng Lantrong cấu hình. Nếu các tuyến đường thay thế có sẵn giữa hai mạng Lan, sau đó thườngCác tuyến đường với ít nhất số lượng Hoa bia được chọn. Các tuyến đường được cố định, hoặc tạiít nhất là thay đổi duy nhất khi có một sự thay đổi trong cấu trúc liên kết của internet.Chiến lược để phát triển một cấu hình định tuyến cố định cho cây cầu là tương tự nhưđể làm việc trong một gói chuyển đổi mạng (hình 12.2). Một định tuyến Trung tâmma trận được tạo ra, để được lưu trữ có lẽ tại một trung tâm kiểm soát mạng. Ma trậnHiển thị, cho mỗi cặp điểm đến nguồn của mạng Lan, nhận dạng của cây cầu đầu tiên trênCác tuyến đường. Vì vậy, ví dụ, các tuyến đường từ mạng LAN E để LAN F bắt đầu bằng cách đi quacầu 107 để LAN A. Một lần nữa tư vấn ma trận, các tuyến đường từ mạng LAN A để LANF đi qua cầu 102 LAN C. Cuối cùng, các tuyến đường từ mạng LAN C để LAN F làtrực tiếp thông qua cây cầu 105. Do đó các tuyến đường hoàn thành từ LAN E để LAN F làcầu 107, LAN A, cầu thu hẹp 102, LAN C, 105.Từ này ma trận tổng thể, bảng định tuyến có thể được phát triển và lưu trữ tại mỗicầu. Mỗi cầu cần một bảng cho mỗi LAN mà nó gắn. Thông tinĐối với mỗi bảng có nguồn gốc từ một hàng duy nhất của ma trận. Ví dụ, cầu105 có hai bảng, một cho khung đến từ LAN C và một cho khung đếntừ LAN F. Bảng hiển thị, cho mỗi điểm đến có thể địa chỉ MAC, nhận dạngcủa mạng LAN mà cây cầu nên chuyển tiếp khung.Một khi các thư mục đã được thiết lập, định tuyến là một vấn đề đơn giản. Acầu sao mỗi khung đến trên mỗi mạng Lan của nó. Nếu điểm đến MACđịa chỉ tương ứng với một mục trong bảng định tuyến của nó, khung retransmitted trênLAN thích hợp.15.4 / CẦU 471Chiến lược định tuyến cố định được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thương mại có sẵn. Nóđòi hỏi rằng một người quản lý mạng theo cách thủ công tải dữ liệu vào các bảng định tuyến. Nócó lợi thế của sự đơn giản và yêu cầu tối thiểu xử lý. Tuy nhiên, trong mộtphức tạp internet, trong cầu mà có thể được tự động thêm vào và trong đó thất bạiphải được cho phép cho chiến lược này là quá giới hạn.Cách tiếp cận cây khungCách tiếp cận cây khung là một cơ chế mà cầu tự động phát triểnmột định tuyến bảng và cập nhật mà bàn để đáp ứng với thay đổi cấu trúc liên kết. Các thuật toánbao gồm ba cơ chế: khung chuyển tiếp, địa chỉ học tập và vòng lặpđộ phân giải.Khung chuyển tiếp trong chương trình này, một cây cầu duy trì một cơ sở dữ liệu chuyển tiếp chomỗi cổng gắn liền với một mạng LAN. Cơ sở dữ liệu chỉ ra địa chỉ station màkhung nên được chuyển tiếp qua cảng. Chúng ta có thể giải thích điều này trong những điều sau đâythời trang. Cho mỗi cổng, một danh sách các đài được duy trì. Một trạm là trong danh sách nếu nó là trên"cùng một phía" cầu như là cổng. Ví dụ, cho cầu 102 của con số15,10, trạm trên mạng Lan C, F và G trên cùng một bên của cây cầu là mạng LANC cổng, và trạm trên mạng Lan A, B, D và E trên cùng một bên của cây cầu làcổng LAN A. Khi một khung nhận được trên bất kỳ cổng, cây cầu phải quyết địnhcho dù đó khung là được chuyển tiếp thông qua cây cầu và ra thông qua một trongcầu của các cảng khác. Giả sử rằng một cây cầu sẽ nhận được một khung MAC trên cổng x. cácnguyên tắc sau đây được áp dụng:1. tìm kiếm cơ sở dữ liệu chuyển tiếp để xác định nếu địa chỉ MAC được liệt kê chobất kỳ cổng ngoại trừ port x.2. nếu điểm đến địa chỉ MAC không được tìm thấy, khung trong tất cả các cổng ngoại trừ chuyển tiếp.một trong những từ đó là nhận được. Đây là một phần của quá trình học tập mô tảsau đó.3. nếu địa chỉ đích nằm trong cơ sở dữ liệu chuyển tiếp cho một số cảng y, sau đóxác định cho dù cổng y là trong trạng thái chặn hoặc chuyển tiếp. Vì lý dogiải thích sau này, một cổng có thể đôi khi bị chặn, mà ngăn cản từ nhậnhoặc sử dụng khung.4. nếu không bị chặn cổng y, khung thông qua cổng y vào mạng LAN để truyền tải.cảng đính vào.Địa chỉ học tập các đề án trước giả định rằng cầu đangđược trang bị với một cơ sở dữ liệu chuyển tiếp chỉ ra hướng, từ bridge, củamỗi điểm đến trạm. Thông tin này có thể được cài đặt sẵn vào cầu, như trongcố định định tuyến. Tuy nhiên, một cơ chế tự động có hiệu quả cho việc học tập hướngtrong mỗi trạm là mong muốn. Một chương trình đơn giản để có được thông tin này dựa trênvề việc sử dụng của trường địa chỉ của nguồn trong mỗi khung MAC.Các chiến lược là điều này. Khi một khung đến một cổng cụ thể, nó rõ ràng đãđến từ sự chỉ đạo của các mạng LAN đến. Trường địa chỉ của nguồn của cáckhung chỉ ra các trạm nguồn. Vì vậy, một cây cầu có thể cập nhật cơ sở dữ liệu chuyển tiếp của nócho cảng trên cơ sở trường địa chỉ của nguồn của mỗi khung đến.Để cho phép cho những thay đổi trong cấu trúc liên kết, mỗi yếu tố trong cơ sở dữ liệu được trang bị với một472 CHƯƠNG 15 / ĐỊA PHƯƠNG KHU VỰC MẠNG TỔNG QUANbộ đếm thời gian. Khi một nguyên tố mới được thêm vào cơ sở dữ liệu, bộ đếm thời gian của nó được thiết lập. Nếu bộ đếm thời gianhết hạn, sau đó các yếu tố được loại bỏ từ cơ sở dữ liệu, từ tương ứnghướng thông tin có thể không có hiệu lực. Mỗi lần một khung được nhận,địa chỉ nguồn của nó được kiểm tra đối với cơ sở dữ liệu. Nếu các yếu tố là đã có trong cáccơ sở dữ liệu, các mục Cập Nhật (sự chỉ đạo có thể đã thay đổi) và bộ đếm thời gian làthiết lập lại. Nếu các yếu tố không có trong cơ sở dữ liệu, một mục nhập mới được tạo ra, với riêng của mìnhbộ đếm thời gian.Spanning Tree thuật toán địa chỉ học cơ chế được mô tả trước đólà hiệu quả nếu cấu trúc liên kết của internet là một cây; có nghĩa là, nếu không có thay thế khôngCác tuyến đường trong mạng. Sự tồn tại của thay thế tuyến đường có nghĩa là có mộtvòng khép kín. Ví dụ trong hình 15,10, sau đây là một vòng khép kín: LAN A,cầu 101, LAN B, cầu thu hẹp 104, LAN E, 107, LAN A.Để thấy vấn đề tạo ra bởi một vòng khép kín, hãy xem xét con số 15.11. Tại thời điểmGa A truyền một khung đề cập đến ga sinh Khung bị chiếm bởi cả haicây cầu. Mỗi cầu Cập Nhật cơ sở dữ liệu của nó để chỉ ra rằng Ga A là theo hướngcủa mạng LAN X và retransmits khung trên mạng LAN Y. nói rằng thu hẹp retransmitsTại thời điểm và cầu một thời gian ngắn sau đó do đó B sẽ nhận được hai bản sao của cáckhung. Hơn nữa, mỗi cầu sẽ nhận khác của truyền trên mạng LAN Y.Lưu ý rằng mỗi truyền dẫn là một khung với một địa chỉ nguồn của một và một điểm đếnđịa chỉ của B.Thus mỗi cầu sẽ cập nhật cơ sở dữ liệu của nó để chỉ ra rằng Ga A là trong