ネットワークブリッジとは何ですか？どのように機能しますか

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network bridge — Communication network and infrastructure.

ネットワークブリッジとは何ですか？どのように機能しますか

あなたはまた、コミュニケーションにおける橋について聞いたことがあるに違いありません。多くの人もそれを知っているでしょうが、もしそれが存在しなければ、今日私たちはそれについて学びます、結局この橋は何ですか？

川が渡らなければならない道路を作るとき、エンジニアはそのような場所に橋を架けます。この橋は、2つの部分をサイトに接続するために建設されました。車やバスは水の中を泳ぐことができないので、ある場所から別の場所に移動するには橋が必要です。

一方、コンピュータネットワークについて言えば、ブリッジも同じ機能を果たします。これは、2つ以上のローカルエリアネットワーク（LAN）をリンクするために使用されます。この場合、車、またはデータ（ネットワークについて話している）は、ブリッジを使用してネットワークのさまざまな部分に移動しています。

これらのデバイスもルーターに似ていますが、転送するデータを分析しません。このため、ブリッジはデータ転送の点では非常に高速ですが、ルーターほど用途が広いわけではありません。

たとえば、ほとんどのルーターのように、ブリッジをファイアウォールとして使用することはできません。ブリッジは、異なるプロトコル（トークンリングやイーサネットなど）間でデータを転送でき、データリンク層またはOSIモデルのレベル2で動作します。

そのため、今日は、ブリッジとは何か、ブリッジがどのように機能するかについて完全な情報を入手して、ネットワーキングのトピックに非常に特化したデバイスを理解できるようにする必要があると考えました。それでは、遅滞なく始めましょう。

ネットワークブリッジとは

このブリッジは、コンテンツをフィルタリングする機能を備えたリピーターであるため、送信元と宛先の両方のMACアドレスを読み取ります。

これらは、同じプロトコルで動作する2つのローカルネットワークを接続するために使用されます。1つの入力ポートと1つの出力ポートがあり、2ポートデバイスになっています。このデバイスは、OSIモデルのデータリンク層で動作します。

これらのブリッジは、トラフィックのデータ負荷をフィルタリングするのに非常に役立ちます。これにより、トラフィックがセグメントまたはパケットに分割されます。これらは、LANまたはその他のネットワークのトラフィック負荷を軽減するために使用されます。

これらのブリッジは、ブリッジとブリッジパスの間に相互作用がないため、実際にはパッシブデバイスです。

ネットワークブリッジはどのように機能しますか？

次に、これらのメッシュブリッジがどのように機能するかを調べてみましょう。ブリッジデバイスは、着信ネットワークトラフィックをスキャンし、宛先に応じてパケットを転送するか破棄するかを決定します。

たとえば、イーサネットブリッジは、個々の転送決定を処理するときに、送信元と宛先のMACアドレス（場合によってはフレームサイズ）を含むすべての着信イーサネットフレームを最初にチェックします。

このネットワークブリッジは、OSIモデルのデータリンク層であるレイヤー2で動作します。この層のネットワークの多くの部分を接続します。Bridgeは、あるネットワークセグメントから別のネットワークセグメントにトラフィックをブロードキャストするだけでなく、トラフィックを一緒に管理します。

ブリッジは、ネットワークセグメントを介してブリッジテーブルフレームを送信するために使用されます。このブリッジテーブルは最初は空です。ブリッジを介して動員され、ネットワークセグメントに接続されているノード（コンピューター）からフレームの受信を開始します。ブリッジテーブルは、データベースリダイレクトとも呼ばれます。

このテーブルにアドレスエントリが見つからない場合、この受信フレームについて、フレームはブリッジのすべてのポートにブロードキャストされます。次に、宛先ネットワークノードが応答し、パスが生成されます。

一般に、ブリッジがネットワークノードからフレームを受信すると、ブリッジはテーブルをチェックし、宛先MACアドレスを自分で見つけます。一方、ブリッジはこのMACアドレスに基づいて、フレームをフィルタリング、フラッディング、または対応するネットワークセグメントにコピーする必要があるかどうかを判断します。

プロセス全体を正しく理解しましょう

1.宛先ノードがフレームの送信元のネットワークセグメントと同じ側にある場合、ブリッジはそのフレームが他のネットワークセグメントに移動するのを防ぎます。これはフィルタリングと呼ばれます。

2.宛先ノードが別のネットワークセグメントにある場合、ブリッジは受信したフレームを適切なネットワークセグメントに転送します。

3.宛先アドレス自体が受信フレームに認識されていない場合、ブリッジは送信元アドレスを除くネットワークのすべての部分にそれを転送します。このプロセスはフラッディングと呼ばれます。

橋の種類

橋の種類について言えば、4つの部分に分けることができます。さて、橋の種類を教えてください

透明な橋

これらは、ステーションがブリッジの存在を完全に認識していないブリッジです。つまり、ブリッジがネットワークに追加されたか削除されたかに関係なく、これらのステーションを再構成する必要はまったくありません。

これらのブリッジは、主に2つの操作、つまりブリッジ転送とブリッジ学習のみを使用します。

ブリッジングプロセスが発生すると、ブリッジングテーブルが作成され、そこに多くの異なる端末のMACアドレスが格納されます。これを使用して、次回このテーブルは、ブリッジャーが指定された場所にデータパケットを送信するのに役立ちます。

ただし、特定のアドレスがこのブリッジテーブルの内容を満たさない場合、データパケットは、送信元の1台のコンピュータを除いて、LANに接続されているすべての端末に転送されます。このタイプのブリッジは、透過ブリッジと呼ばれます。

ソースルーティングブリッジ

これらのタイプのブリッジでは、ルーティングプロセスはソースステーションによって実行され、フレーム自体がたどる必要のあるパスを決定します。

この場合、ホストは必要に応じてフレームを検出できるため、検出フレームと呼ばれる特別なフレームのみを送信する必要があります。これらは、宛先に関連するすべての可能なパスでネットワーク全体に伝播されます。

ソースコンピュータがパケット間のパス情報を表示する場合、このタイプのブリッジはソースパスブリッジと呼ばれます。これらのブリッジは、主にトークンリングネットワークで使用されます。

透明な学習ブリッジ

この透過的なブリッジは、送信元アドレスと宛先アドレスを介してユーザーの位置を追跡します。フレームがブリッジで受信されると、送信元アドレスと宛先アドレスがチェックされます。

これには、ルーティングテーブルに宛先アドレスが見つからない場合に宛先アドレスが格納されます。次に、フレームはすべてのLANに送信され、そのフレームの送信元からそれらのLANのみが除外されます。

送信元アドレスもルーティングテーブルに保存されます。以前の送信元アドレスが宛先アドレスになっている別のフレームにアクセスすると、そのフレームがそのポートに転送されます。

透過的なブリッジの物理構造では、ネットワークでのループは許可されていません。これは、透過的な学習ブリッジで発生する制限です。

ブリッジの操作全体は、ポートを介したトラフィックのルーティングを担当するブリッジプロセッサによって操作されます。この場合、プロセッサは関連付けられたMACアドレスの宛先ポートを決定し、このためにルーティングデータベースにアクセスします。

フレームが到着すると、プロセッサはフレームが中継されるデータベースの出力ポートをチェックします。宛先アドレスがデータベースにない場合、プロセッサはこのフレームの送信元の1つのポートを除いて、このフレームをすべてのポートにブロードキャストします。

このブリッジハンドラは、送信元アドレスが別の着信フレームの宛先アドレスになる可能性があるため、送信元アドレスもフレームに格納します。この学習の架け橋は完全に信頼に基づいて構築されています。

木の形に伸びる透明な橋

最後のタイプの橋は透明なスパン橋です。これらのブリッジはサブネットの構造全体を使用するため、ループのない操作を作成できます。

この場合、受信フレームは以下と同様にチェックされます。アクセスされたフレームの宛先アドレスは、データベースに存在するルーティングテーブルを使用してチェックされます。より多くの情報が必要になるため、ブリッジのポートもデータベースに保存されます。

この情報はポート状態情報と呼ばれ、宛先アドレスにポートを使用できるかどうかを判断するのに役立ちます。

このポートは、スパニングツリー操作を完了するためにブロック状態にあるか、リダイレクション状態にあります。一方、ポートが転送状態の場合、フレームはポートを介して転送されます。

ポートの状態は次のように異なります。ルーティングされたネットワークが変更された可能性があるためにブリッジ内のデータベースが変更された場合、メンテナンスなどの理由で「無効」の状態になっている可能性があります。これが発生している理由です。

ネットワークブリッジの利点は何ですか？

そのような橋には多くの利点がありますが、それらを知ってみましょう。

1.ブリッジには非常に単純な構成モードがあります。

2.また、これらのブリッジは、他のネットワークデバイスと比較した場合、非常に使いやすく、非常に安価です。

3.これはキーにとって非常に優れたオプションであり、それらの助けを借りてマイクロセグメンテーションを実行することが可能です。

4.彼らの助けを借りて、データリンク層の負荷を減らすことができます。また、Macレイヤーでは完全に半透明に見えます。

5.マイクロネットワークからのパケットを許可しないように効果的にプログラムできます。

6.誰かが帯域幅の使用を減らしたい場合、ブリッジは非常に信頼できます。

ネットワークブリッジの欠点は何ですか？

橋の欠陥について教えてください。

1.特定のIPアドレスを読み取ることができません。彼らはMACアドレスにもっと興味を持っています。

2.ブリッジを使用して、異なるアーキテクチャを使用する通信ネットワークを作成することはできません。

3.あらゆる種類のブロードキャストメッセージを送信するため、ブリッジはこれらのメッセージの範囲を完全に制限することはできません。非常に大規模なネットワークは、これらのブリッジに依存できません。したがって、特定のIPアドレスを持つWANのような大規模なネットワークでは使用できません。

4.リピーターやハブと比較すると、少し高価です。

5.ブリッジは、LANトラフィックデータの負荷を処理するのに便利です。WANの場合のように、より複雑で変動するデータ負荷を処理することはできません。

6.内部にフィルターがあるため、リピーターよりも動作が少し遅くなります。

なぜブリッジを使用する必要があるのですか？

一部のネットワークでは、ある期間にわたってネットワークが地理的に離れたさまざまな部分に分割されるため、ブリッジは非常に重要です。

このような場合、これらのネットワークを相互接続してネットワーク全体の一部にするために、これらのデバイスの一部が必要になります。たとえば、分割LANの場合、個別のLANパーツを相互に接続する媒体がないと、企業の成長が適切に行われない可能性があります。このブリッジは、これらのローカルネットワークに参加できるツールの1つです。

もう1つは、LAN（イーサネットなど）の伝送距離に制限がある場合があることです。橋をリピーターとして使用できるため、この問題を克服できます。これにより、建物やキャンパス内の橋を利用して、地理的に広いネットワークを簡単に接続できます。

したがって、地理的に困難なネットワークは、ブリッジによって簡単に作成できると言えます。

3番目の理由は、ネットワーク管理者がブリッジを通過して高価なネットワークメディアを介して送信されるトラフィックの量を簡単に制御できることです。

4番目の理由があります。これらのブリッジは、構成されていない一種のプラグアンドプレイデバイスです。デバイスがネットワークから削除された場合、ブリッジは自己構成されているため、ネットワーク管理者はブリッジ構成を更新するためにこの作業を行う必要はありません。一緒にそれらはデータを送信するのに役立ちます。