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ネットワークブリッジは、複数の通信ネットワークまたはネットワークセグメントから単一の集約ネットワークを作成するコンピュータネットワークデバイスです。この機能はネットワークブリッジングと呼ばれます。[ 1 ]ブリッジングはルーティングとは異なります。ルーティングは複数のネットワークが独立して通信しながらも分離した状態を維持できるようにしますが、ブリッジングは2つの独立したネットワークをあたかも1つのネットワークであるかのように接続します。[ 2 ] OSIモデルでは、ブリッジングはデータリンク層（レイヤ2）で実行されます。 [ 3 ]ブリッジされたネットワークの1つ以上のセグメントが無線である場合、そのデバイスは無線ブリッジとして知られています。
ネットワークブリッジング技術の主な種類は、単純ブリッジング、マルチポートブリッジング、学習型または透過型ブリッジングです。[ 4 ] [ 5 ]
透過ブリッジングは、転送情報ベースと呼ばれるテーブルを使用して、ネットワークセグメント間のフレームの転送を制御します。テーブルは最初は空で、ブリッジがフレームを受信するとエントリが追加されます。宛先アドレスのエントリがテーブルに見つからない場合、フレームはブリッジの他のすべてのポートに転送され、フレームを受信したセグメント以外のすべてのセグメントにフラッディングします。これらのフラッディングされたフレームによって、宛先ネットワーク上のホストが応答し、転送データベースのエントリが作成されます。このプロセスでは、送信元アドレスと宛先アドレスの両方が使用されます。送信元アドレスはテーブルのエントリに記録され、宛先アドレスはテーブルで検索され、フレームを送信する適切なセグメントと照合されます。[ 6 ] Digital Equipment Corporation (DEC) は、1983 年にこの技術を最初に開発し[ 7 ]、1986 年にそれを実装した LANBridge 100 を発表しました。 [ 8 ]
2ポートブリッジの場合、転送情報ベースはフィルタリングデータベースと見なすことができます。ブリッジはフレームの宛先アドレスを読み取り、転送するかフィルタリングするかを決定します。宛先ホストがネットワーク上の別のセグメントにあるとブリッジが判断した場合、フレームはそのセグメントに転送されます。宛先アドレスが送信元アドレスと同じセグメントに属している場合、ブリッジはフレームをフィルタリングし、不要な別のネットワークへの到達を防ぎます。
透過ブリッジングは、2 つ以上のポートを持つデバイスでも動作できます。例として、3 つのホスト A、B、C に接続されたブリッジを考えます。ブリッジには 3 つのポートがあります。A はブリッジのポート 1 に接続され、B はブリッジのポート 2 に接続され、C はブリッジのポート 3 に接続されています。A は、B 宛てのフレームをブリッジに送信します。ブリッジはフレームの送信元アドレスを調べ、転送テーブルにホストAのアドレスとポート番号のエントリを作成します。ブリッジはフレームの宛先アドレスを調べますが、転送テーブルに見つからないため、他のすべてのポート (2 と 3) にフラッディング (ブロードキャスト) します。フレームはホスト B と C に受信されます。ホスト C は宛先アドレスを調べ、アドレスが一致しないためフレームを無視します。ホスト B は宛先アドレスが一致することを認識し、A に応答を生成します。戻り経路で、ブリッジは転送テーブルに B のアドレスとポート番号のエントリを追加します。ブリッジは既にAのアドレスを転送テーブルに登録しているため、応答をポート1にのみ転送します。ホストCやポート3上の他のホストは応答の影響を受けることはありません。これで、ネットワークへのフラッディングを起こさずに、AとBの間で双方向通信が可能になります。次に、AがC宛てのフレームを送信する場合、同じ手順が使用されますが、今回はブリッジはAのアドレス/ポート用の新しい転送テーブルエントリを作成しません。既に作成済みだからです。
フレームフォーマットとそのアドレス指定が大幅に変更されない場合、ブリッジングは透過的と呼ばれます。非透過的なブリッジングは、特にブリッジの両側のフレームアドレス指定方式に互換性がない場合に必要となります。例えば、ローカルアドレス指定を使用するARCNETとIEEE MACアドレスを使用するイーサネットの間では、変換が必要となります。しかし、多くの場合、このような互換性のないネットワークはブリッジングではなく、ルーティングによって接続されます。
シンプルなブリッジは、通常は透過的に動作し、フレームごとに一方のネットワークから他方のネットワークへ転送するかどうかを決定することで、2つのネットワークセグメントを接続します。一般的にはストアアンドフォワード方式が用いられるため、転送処理の一環として、送信元ネットワークでフレームの完全性が検証され、宛先ネットワークでCSMA/CD遅延が考慮されます。セグメントの最大スパンを単純に拡張するリピーターとは異なり、ブリッジはブリッジを通過する必要のあるフレームのみを転送します。さらに、ブリッジはブリッジの両側に個別の衝突ドメインを作成することで、衝突を低減します。
マルチポートブリッジは複数のネットワークを接続し、フレームごとにトラフィックを転送するかどうかを透過的に判断します。さらに、マルチポートブリッジはトラフィックの転送先も決定する必要があります。シンプルなブリッジと同様に、マルチポートブリッジも通常はストアアンドフォワード方式を使用します。マルチポートブリッジの機能は、ネットワークスイッチの基盤となります。
コンテンツアドレス指定可能メモリ（CAM）に格納されている転送情報ベースは、最初は空です。スイッチは、受信したイーサネットフレームごとに、フレームの送信元MACアドレスを学習し、これをインターフェース識別子とともに転送情報ベースに追加します。次に、スイッチは、フレームの宛先MACアドレスに基づいてCAMに格納されているインターフェースにフレームを転送します。宛先アドレスが不明な場合、スイッチはフレームをすべてのインターフェース（入力インターフェースを除く）に送信します。この動作は、ユニキャストフラッディングと呼ばれます。
ブリッジは接続されたノードのアドレスを学習すると、レイヤ2転送方式を使用してデータリンク層フレームを転送します。ブリッジが使用できる転送方式は4種類あり、そのうち2番目から4番目の方式は、入力ポートと出力ポートの帯域幅が同じスイッチ製品で使用した場合にパフォーマンスを向上させる方式でした。
ネットワークブリッジが冗長な経路やメッシュループを形成するような接続方法で接続されていると、ブロードキャストフレームがネットワーク内を無限にループし、ネットワークが停止してしまいます。このような状況は、スパニングツリープロトコル、または最短経路ブリッジング（Shortest Path Bridging）やTRILLのようなより高度な転送アルゴリズムを使用して緩和する必要があります。
スパニングツリープロトコルとは、アクティブなポートをスパニングツリーを形成するように整理する分散アルゴリズムであり、任意の2つのノード間には使用可能なパスが1つしか存在しない。
IEEE 802.1aq 規格で規定され、ダイクストラ法に基づく最短経路ブリッジング(SPB) は、マルチパスルーティングを可能にしながら、ネットワークの作成と構成を簡素化することを目的としたコンピュータ ネットワーク技術です。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]これは、スイッチング ループを引き起こす可能性のある冗長なパスをブロックするスパニング ツリー プロトコルの代替案として提案されています。SPB では、すべてのパスを複数の等コスト パスでアクティブにすることができます。また、SPB はレイヤ 2 ネットワークで許可される VLAN の数を増やします。[ 14 ]
TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) は Spanning Tree Protocol の後継であり、どちらも同じ人物、Radia Perlmanによって作成されました。TRILL のきっかけとなったのは、2002 年 11 月 13 日に始まったBeth Israel Deaconess Medical Centerでのイベントでした。[ 15 ] [ 16 ] Rbridges [ 17 ] [sic] の概念は、 2004 年に電気電子学会 (IEEE)に初めて提案されましたが、 2005 年に[ 19 ]後にTRILL として知られるようになったものを却下し、2006 年から 2012 年にかけて[ 20 ]最短経路ブリッジングとして知られる互換性のないバリエーションを考案しました。
の次世代VLANであるサービスインターフェイス識別子（I-SID）を使用すると、VLANの制限である4,000と比較して、1,600万の固有サービスをサポートできます。