二层环路和三层环路

环路的原因:二层环路是由于物理拓扑出现环路,如3台交换机3角形连接。 三层环路一般物理拓扑有环路,并且设备之间路由表形成互指。(物理拓扑不成环,2台设备使用静态路由互指也可能成环,这种特殊情况除外)。
二层设备和三层设备的工作行为区别:
二层交换机工作行为:
收到的数据帧查看2层头部,根据目的MAC地址转发,目的MAC分广播,组播,单播
广播:目的MAC为全F。收到广播报文,除了接收的端口外,向其余所有端口转发(泛洪)
组播:目的MAC的第8位为1。收到组播报文,首先判断目的MAC是否本机要接受,如收到STP的BPDU,而自身也运行STP,此报文上送CPU处理,不做转发。假如此报文自身不需要接受,则处理方式为泛洪。
单播:目的MAC的第8位为0。收到单播报文,如果目的MAC在自身MAC表中不存在,则称为未知单播,处理方式为泛洪。假如目的MAC在自身MAC表中存在,则称为已知单播,把报文向MAC表中的接口转发(如该接口等于报文的接收端口,则报文丢弃) 。
三层设备工作行为:
收到数据包查看三层目的IP,根据目的IP地址转发,分为广播,组播,单播。
广播:目的IP为全1。收到广播包,上送CPU处理( 注意不是丢弃报文),三层设备是隔离广播域,不是丢弃广播报文。
组播:目的IP为224.0.0.0-239.0.0.0。开启组播路由协议则转发,否则丢弃。
单播:目的IP在路由表中存在则按出端口转发,目的IP在路由表中不存在则丢弃。
环路的影响:
二层环路:广播风暴和数据帧复制,MAC地址震荡;假设交换机收到广播帧或者组播帧或者未知单播帧,会采用泛洪形式处理,数据帧在转发时候产生了拷贝复制,数据帧无休止被转发,如此往复,最终导致整个网络带宽资源被耗尽,设备负载过大,网络瘫痪不可用。(此现象极易产生)
三层环路:数据包会在设备之间有限的互相转发,因为在三层IP头部存在TTL字段所以报文不会无休止转发。
防环机制:
二层防环:STP,SMART-LINK等技术,或使用LACP链路捆绑和设备堆叠等技术,使得物理拓扑上没有环路。
三层防环:只要依靠路由协议自身的防环机制。 静态路由,依靠人工预防
RIP:参见RIP防环机制,16跳,水平分割,毒性逆转,触发更新。
OSPF:参 见OSPF章节,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,区域间依靠路由泄漏的DOWN位。
BGP:AS之间依靠AS号,AS内部只传一跳,如使用路由反射器依靠簇LIST和起源ID,使用联盟依靠联盟的私有AS号。
转发层面:二层环路无防环机制,三层环路有TTL机制
二层环路较易产生,需要运行破环机制经过计算阻塞某些端口实现预防,且由于二层设备的处理行为导致了后果特别严重。
三层环路不容易产生,由于三层设备的处理行为及TTL机制,所以后果并不十分严重。且每种路由协议都有比较完善的防环机制,三层环路比较容易发生在特殊的场景下,如双点双向路由发布。具体见LAB题:双点双向。

你可能感兴趣的:(网络,信息与通信,网络协议)