HCIE-R&S面试--环路产生及防环机制

红太狼 2022-10-30 14:24 307阅读 0赞

# 二层环路 #

## 产生原因 ##

![典型局域网示意图][20210219213138671.png]  
在局域网中，为了实现冗余，往往会有如图所示的拓扑，在这种拓扑中，会产生环路，二层环路往往是由于物理拓扑出现了环路，如3台交换机三角形连接，二层环路的出现会产生两个问题：广播风暴和mac地址表震荡：

### 广播风暴导致网络不可用 ###

假设交换设备上没有启用stp协议，如果hostA发出广播请求hostB的mac地址，那么广播报文将被两台交换设备的端口1接收，并分别从端口2广播出去，然后端口2又收到另一台交换设备发过来的广播报文，再分别从两台交换设备的端口1转发，转发的同时会进行复制，如此反复，最终导致整个网络资源被耗尽，网络瘫痪不可用。

### MAC地址表震荡导致MAC地址表项被破环 ###

即使网络中不出现广播报文，从而消除广播风暴的可能，但是单播报文依然是危险的。比如hostA发出一个单播报文给hostB，如果此时hostB临时从网络中移去，那么交换设备的mac地址表中有关hostB的表项也会老化消失，此时hostA发给hostB的单播报文就会同时被交换设备的端口1和2接收到，端口1和端口2的的mac地址映射就会出现同一MAC地址对应两个出接口的情况，但是mac地址表不会允许这样的情况发生，所以就会更新mac地址表。由于数据不停在端口1 和端口2 之间互相转发，导致交换设备不停修改自己的mac地址表项，从而引起了mac地址表频繁抖动，如此以往，最终导致mac地址表项被破坏。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2ODEzODU3_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 防环机制 ##

### stp ###

### smart-link ###

### LACP链路捆绑 ###

### 设备堆叠 ###

# 三层环路 #

## 产生原因 ##

三层环路一般是物理拓扑有环路，并且设备之间的路由表形成了互指。  
三层环路不容易产生，因为存在路由协议自身缺省的防环机制和ttl防环机制。只有静态路由需要人工预防。  
三层环路比较容易发生在特殊的场景下，比如双点双向路由发布。

## 三层防环机制 ##

### 转发层面 ###

三层的IP头部存在ttl字段，所以报文不会无休止转发。ttl占8bit,最大255，设备接收到报文会需要减1，减到0就会丢弃，并且向报文的源IP发送type为1，code为0的icmp错误消息。

### 控制层面 ###

依赖路由协议自身的防环机制。

#### rip ####

16跳限制  
水平分割  
毒性逆转  
触发更新

#### OSPF ####

区域内依靠spf算法  
区域间依靠区域结构设计和ABR的水平分割原则

#### ISIS ####

区域内依靠SPF算法  
区域间依靠路由泄露的down位

#### BGP ####

AS之间依靠AS号，AS内部只传一跳，如果使用路由反射就依靠簇list和起源id，使用联盟，就依靠联盟的私有AS号。

#### 组播 ####

依靠RPF检查。

[20210219213138671.png]: /images/20221024/c5e67c5244034b4ab67c799147c3c74b.png
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