HCIE-RS面試--環路產生及防環機制

二層環路

產生緣由

在局域網中，爲了實現冗餘，每每會有如圖所示的拓撲，在這種拓撲中，會產生環路，二層環路每每是因爲物理拓撲出現了環路，如3臺交換機三角形鏈接，二層環路的出現會產生兩個問題：廣播風暴和mac地址表震盪：

廣播風暴致使網絡不可用

假設交換設備上沒有啓用stp協議，若是hostA發出廣播請求hostB的mac地址，那麼廣播報文將被兩臺交換設備的端口1接收，並分別從端口2廣播出去，而後端口2又收到另外一臺交換設備發過來的廣播報文，再分別從兩臺交換設備的端口1轉發，轉發的同時會進行復制，如此反覆，最終致使整個網絡資源被耗盡，網絡癱瘓不可用。

MAC地址表震盪致使MAC地址表項被破環

即便網絡中不出現廣播報文，從而消除廣播風暴的可能，可是單播報文依然是危險的。好比hostA發出一個單播報文給hostB，若是此時hostB臨時從網絡中移去，那麼交換設備的mac地址表中有關hostB的表項也會老化消失，此時hostA發給hostB的單播報文就會同時被交換設備的端口1和2接收到，端口1和端口2的的mac地址映射就會出現同一MAC地址對應兩個出接口的狀況，可是mac地址表不會容許這樣的狀況發生，因此就會更新mac地址表。因爲數據不停在端口1 和端口2 之間互相轉發，致使交換設備不停修改本身的mac地址表項，從而引發了mac地址表頻繁抖動，如此以往，最終致使mac地址表項被破壞。

防環機制

stp

smart-link

LACP鏈路捆綁

設備堆疊

三層環路

產生緣由

三層環路通常是物理拓撲有環路，而且設備之間的路由表造成了互指。
三層環路不容易產生，由於存在路由協議自身缺省的防環機制和ttl防環機制。只有靜態路由須要人工預防。
三層環路比較容易發生在特殊的場景下，好比雙點雙向路由發佈。

三層防環機制

轉發層面

三層的IP頭部存在ttl字段，因此報文不會無休止轉發。ttl佔8bit,最大255，設備接收到報文會須要減1，減到0就會丟棄，而且向報文的源IP發送type爲1，code爲0的icmp錯誤消息。

控制層面

依賴路由協議自身的防環機制。

rip

16跳限制
水平分割
毒性逆轉
觸發更新

OSPF

區域內依靠spf算法
區域間依靠區域結構設計和ABR的水平分割原則

ISIS

區域內依靠SPF算法
區域間依靠路由泄露的down位

BGP

AS之間依靠AS號，AS內部只傳一跳，若是使用路由反射就依靠簇list和起源id，使用聯盟，就依靠聯盟的私有AS號。

組播

依靠RPF檢查。