网桥（Bridge）是什么？
网桥（Bridge）是网络设备的一种，它用于连接多个局域网（LAN）或子网，形成一个统一的网络。它的作用是通过转发和过滤数据包来使不同的网络能够互联，并且通常工作在数据链路层（OSI模型的第二层）。网桥根据 MAC 地址来判断数据包的去向，决定是转发数据包到其他端口，还是丢弃数据包。
网桥的工作原理：
接收数据包： 网桥从一个网络端口接收到数据包。检查 MAC 地址： 网桥检查数据包的目标 MAC 地址。转发数据包： 如果数据包的目标 MAC 地址在网桥的转发表（MAC 表）中，网桥就将数据包转发到相应的端口。如果目标 MAC 地址不在转发表中，网桥会广播数据包到所有端口。学习 MAC 地址： 网桥通过监视收到的每一个数据包，学习每个端口上设备的 MAC 地址，并将它们记录在转发表中，以优化数据包的转发过程。
网桥的应用场景
网络分段与优化：
在大型局域网（LAN）中，多个网桥可以将网络分段。每个网桥将局部网络中的流量隔离，从而减少单个网络段中的数据流量，避免碰撞和拥塞，优化网络性能。通过将多个局域网分割成更小的子网，网桥有助于减少广播风暴和不必要的流量，增强网络的可扩展性。
虚拟化环境（如 KVM、VMware）中的桥接网络：
在虚拟化技术中，网桥经常用于连接虚拟机与物理网络。通过配置网桥，虚拟机可以直接访问外部网络，就像它们是物理主机上的独立设备一样。例如，在使用 KVM 或 Docker 时，通常需要配置桥接网络，以便容器或虚拟机可以获得与宿主机相同的网络访问权限。
无线网络与有线网络的桥接：
网桥可以将无线局域网（WLAN）与有线局域网（Wired LAN）桥接在一起，实现无线网络与有线网络之间的互联。例如，某些无线桥接设备允许在没有有线连接的情况下，将一个区域的有线网络延伸到另一个区域。无线桥接常见于无法布设有线网线的区域，通过无线信号传输网络。
连接不同类型的网络：
网桥可以用于连接不同类型的网络，如以太网与令牌环网，或者有线与无线网络。它们使得这些异构网络能够互相通信。
扩展网络范围：
如果网络范围较广，可能需要多台网桥来跨越更大的物理距离。例如，在一个大型校园或企业环境中，可以通过多个网桥将不同建筑的局域网连接起来，形成一个大的企业网络。
透明网桥与安全：
在某些高级网络设计中，网桥可以用作透明网桥或过滤器，来增强网络安全。透明网桥可以阻止恶意流量或广播风暴，确保网络流量的安全性。
桥接与交换机的区别
**桥接（Bridge）和交换机（Switch）**的功能相似，都是在数据链路层（第二层）工作，依据 MAC 地址进行数据转发。主要的区别是，交换机通常拥有更多的端口，并且会自动学习连接设备的 MAC 地址，转发数据包时不需要广播。而桥接器一般用于连接较少的网络段，并且功能较为简单。现代的交换机实际上可以看作是多个网桥的集成，具有更高的效率和更大的处理能力。
网桥在虚拟化中的应用
在虚拟化环境中，网桥常常用于将虚拟机与物理网络连接起来。例如，在使用 KVM（Kernel-based Virtual Machine） 或 QEMU 时，通常需要配置网桥，以便虚拟机能够像物理主机一样通过网络接口与外部网络通信。
虚拟机桥接模式（Bridge Mode）：
在这种模式下，虚拟机通过网络桥接直接连接到宿主机的物理网络接口，获取与宿主机相同的网络配置（如 IP 地址）。这通常用于需要虚拟机直接访问外部网络的场景。
Docker 桥接网络：
Docker 默认使用网桥模式（Bridge Network）来创建一个虚拟的桥接网络。每个容器都连接到这个虚拟网桥，并能够通过宿主机与外部网络通信。
总结
网桥是一种网络设备，它允许不同的网络或网络段之间互联。网桥工作在数据链路层，主要用于转发和过滤数据包，常见应用场景包括网络分段、虚拟化环境中的网络连接、无线与有线网络桥接、扩展网络范围等。在现代网络中，网桥与交换机的功能有许多重叠，交换机实际上可以看作是多个网桥的结合体。