网络环路

TCP/IP的具体数据链路：以太网、无线局域网、PPP等。 3.1 数据链路层的作用 数据链路层的协议定义了通过通信媒介互联的设备之间传输的规范。通信媒介包括各种电缆、光纤、电波以及红外线等介质。此外，各个设备之间有时也会通过交换机、网桥、中继器等中转数据。 计算机以二进制0、1来表示信息，实际的通信媒介之间处理的是电压的高低、光的闪灭以及电波的强弱等信号。把这些信号与二进制的0、1进行转换正是物理层的责任。 数据链路层处理的数据也不是单纯的0、1序列，该层把它们集合为一个叫做“帧”的块，然后再进行传输。 数据链路层相关技术：MAC寻址（物理寻址）、介质共享、非公有网络、分组交换、环路检测、VLAN（虚拟局域网）等。 数据链路的传输方式：以太网、WLAN（无限局域网）、PPP（点对点协议）。 网络拓扑：网络的连接和构成的形态称为网络拓扑topology。总线型、环型、星型和混合型。 3.2 数据链路相关技术 3.2.1 MAC地址 MAC地址用于识别数据链路中互联的节点。在以太网、无线LAN、蓝牙等设备也是用相同规格的MAC地址。 MAC地址长是48比特。MAC地址一般被烧入网卡的ROM中。 3.2.2 共享介质型网络 从通信介质的使用方法上看，网络可分为共享介质型和非共享介质型。 共享介质型网络指由多个设备共享一个通信介质的一种网络。在这种方式下

STP技术点的回顾 1、STP的作用是什么？ 通过阻塞端口来达到我们破环的目的 可以进行冗余备份 2、STP的端口角色有哪几个？ 根端口（RP） 在非根交换机上选举 指定端口（DP）在每一个链路上进行选举 阻塞端口（AP）在非根交换机在进行逻辑阻塞 总结：端口角色的变化是秒变 3、STP的端口状态有哪几个？ disable：是生成树的关闭状态 block：AP端口的最终状态一定是block listening：从侦听到学习需要15s learning：从学习到转发需要15s forwarding：DP端口和RP端口的最终状态一定是forwarding 总结：一个端口从disbale到转发至少需要30s的时间 4、简述STP的工作原理 1、在二层交换网络中会选举一个ROOT交换机出来 2、在非根交换机上会选举一个RP端口 这个RP端口是到达ROOT交换机一条最优的路径 3、在每一个链路上面会选举一个指定端口 这个指定端口是用来发送BPDU报文或者转发BPDU报文的 一般情况 ROOT交换机上面的所有接口是指定端口 4、阻塞端口 不转发用户流量 但是可以接收BPDU 5、端口（RP端口或者DP端口）的竞选规则 1、比较设备的BID（就是比较ROOT交换机） 2、接口下比较到达ROOT交换机的开销值（入向成本之和）一般就是比较RP端口这一块 3、发送设备BID（一般是比较DP端口这一块）

生成树技术 一、生成树协议简介 为了提高网络可靠性，交换网络中通常会使用冗余链路来解决单点故障问题，但冗余链路会给交换网络带来环路风险，并导致广播风暴以及MAC地址表不稳定等问题，进而会影响到用户的通信质量。生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）可以在提高可靠性的同时又能避免环路带来的各种问题。生成树协议主要作用有： 消除环路 通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路 链路备份 当活动路径发生故障时，激活备份链路，及时恢复网络连通性 生成树协议主要有STP（801.1d）、RSTP（802.1w）和MSTP（802.1s）三种协议。 二、STP 1. STP 基本概念 STP通过运行STA算法在交换网络中构造一棵树（无环）来消除交换网络中的环路。每个STP网络中，都存在一个根桥，其他交换机为非根桥，根桥位于整个逻辑树的根部，是STP网络的逻辑中心，非根桥是根桥的下游设备。当现有根桥发生故障时，非根桥之间会交互BPDU并重新选举根桥。 端口状态 端口状态 描述 Disable 不参与STP，不转发任何数据和BPDU Blocking 不转发数据，可接收BPDU，不发送BPDU，不学习MAC地址 Listening 不转发数据，可接收BPDU，可发送BPDU，不学习MAC地址 Learning 不转发数据，可接收BPDU，可发送BPDU，学习MAC地址

传统数据中心网络架构 传统数据中新网络架构通常是3层结构，（园区网一般也是3层结构）Cisco称之为：分级的互联网络模型，包含三层： Core 核心层 ： 提供高速转发，为多个汇聚层提供连接性 Aggregation 汇聚层 ：汇聚连接接入交换机，同时提供其他服务（FW、SLB、等） Access 接入层 ：物理连接服务器，一般放在机柜顶端，也称ToR交换机 一个三层架构图如下： 汇聚是网络的分界点，汇聚交换机以下是L2网络，以上是L3网络，每组汇聚交换机是一个pod，根据业务分区分模块。pod内是一个或者多个VLAN网络，一个POD对应一个广播域。 这种架构部署简单，（vlan+xstp）技术成熟。 VLAN 、Xstp 使用vlan、xstp原因： 1、BUM（广播，未知单播，组播） vlan技术把一个大的物理二层域划分成多个小的逻辑二层域，这逻辑的二层域被称为vlan，同一个vlan内可以二层通信，不通vlan之间隔离，这样广播的范围被局限在一个vlan内，不会扩散到整个物理二层域 vlan还有简化管理，提高安全性等。。 2、环路及环路形成的广播风暴 如果是单设备单链路组成的3层架构，是不存在环路以及环路带来的广播，但是这种网络可靠性比较差，因为没有任何的备份设备和备份链路，一旦某个设备或者链路发生故障，故障点下的所有主机就无法连上网络。 为了提高网络的可靠性

STP用来解决交换机之间产生的环路，下面说的几种方法用来解决路由器之间产生的环路 路由环路的产生： 当A路由器一侧的X网络发生故障，则A路由器收到故障信息，并把X网络设置为不可达，等待更新周期来通知相邻的B路由器。但是，如果相邻的B路由器的更新周期先来了，则A路由器讲从B路由器那学习了到达X网络的路由，就是错误路由，因为此时的X网络已经损坏，而A路由器却在自己的路由表内增加了一条经过B路由器到达X网络的路由。然后A路由器还会继续把该错误路由通告给B路由器，B路由器更新路由表，认为到达X网络须经过A路由，然后继续通知相邻的路由器，至此路由环路形成，A路由器认为到达X网络经过B路由器，而B则认为到达X网络进过A路由器。 解决方法： 定义一个最大值(defining a maximum)： 如上所述，路由环路形成时，A和B路由器相互不断更新到X网络的路由表时，跳数不断增加，网络一直无法收敛。所以给条数定义一个最大 值，当条数达到这个最大值时，则X网络被认为是不可达的。但是定义最大值不能避免环路产生，而且最大条数不能定义太大，不然耗费大量 时间进行收敛，也不能定义太小，如果太小则只局限与一个小型的网络中。 水平分割(split horizon)： 看看路由环路产生得原因，A从B那收到到达X网络的路由信息，接着又把该信息发给B网络，从而引起相互不断的更新，而水平分割就是不

文章博客详见视频 请戳： https://edu.51cto.com/center/course/lesson/index?id=486147 冗余备份的思想 链路冗余：双上行链路，当一条链路出现问题，数据转发会走另外一条链路 设备冗余：当设备出现故障后，数据流量会走另外一台设备进行转发 不足点：当我们关闭stp协议后 冗余备份组网存在环路问题 二层环路所引发的问题  MAC地址表的震荡问题  二层网络出现广播风暴  主机容易收到我们重复的数据帧  会导致我自己电脑CPU直接100% 环路的出现 电脑CPU直接100% 单链路解决二层环路 单链路其实可以解决我们环路的问题 不足点：单链路容易使网络更加脆弱 容易出现链路和设备的单点故障 时势造英雄---STP技术的诞生 问题1：冗余和备份的组网会导致环路的产生 问题2：非冗余和备份的组网会导致单点故障的产生 时势造英雄 研究出一款协议出来，既能够破除环路也能够拒绝单点故障的现象  STP协议的诞生，STP(生成树协议) 回顾一下网络世界里面关于树的一些常见结构 Linux系统 DNS协议 OSPF协议/IS-IS协议等等 STP技术的作用  消除环路：通过阻断冗余链路来消除网络中可能存在的环路。  链路备份：当活动路径发生故障时，激活备份链路，及时恢复网络连通性。 STP技术当中所用到的BPDU报文

生成树协议STP（Spanning Tree Protocol）将环形网络修剪成为一个无环的树型网络，避免报文在环形网络中的增生和无限循环。 在一个复杂的网络环境中，难免会出现环路。由于冗余备份的需要，网络设计者都倾向于在设备之间部署多条物理链路，其中一条作主用链路，其他链路作备份，这样都有可能会导致环路产生。 环路会产生广播风暴，最终导致整个网络资源被耗尽，网络瘫痪不可用。环路还会引起MAC地址表震荡导致MAC地址表项被破坏。 为了破除环路，可以采用数据链路层协议STP，运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某个端口进行阻塞，最终将环形网络结构修剪成无环路的树形网络结构，从而防止报文在环形网络中不断循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成处理能力下降。 来源： https://www.cnblogs.com/stone-ocean/p/11955112.html

由于网络中会存在单点故障而导致网络无法访问，系统瘫痪，因此在网络中提供冗余链路即引入备份链路来解决单点故障问题，可以减少单点故障，增加网络可靠性；缺点是：产生交换环路，会导致广播风暴、多帧复制、MAC地址表抖动。因此生成树协议是为了提供冗余链路，解决环路问题（作用）。 来源： https://www.cnblogs.com/fn07216/p/11884668.html

1 水平分割 水平分割是一个规则 用来防止路由链路环路的产生 规则：从一个接口上学习到的路由信息 不会从这个接口发出去 默认开启 2 路由毒化 当本地物理直连 一旦出现故障 立马将其路由置为16跳 发送给所有邻居 邻居收到后也会将路由置为16跳 向其他邻居设备发送 但是他是根据触发更新进行发送 30s一次 3 触发更新 路由表发生变化会立即发送个更新信息 水平分割 解决环路隐患 路由毒化和触发更新是帮助我们跟新路由表 这三个功能是默认开启 4 毒性逆转 毒性逆转打破水平分割 默认是关闭 只要开启 水平分割就会失效 思科培训 来源： CSDN 作者： ccie认证之家 链接： https://blog.csdn.net/spccie/article/details/100115957

一、组网需求 1、在一个复杂的网络中，网络规划者由于冗余备份的需要，一般都倾向于在设备之间部署多条物理链路，其中一条作主用链路，其他链路作备份。这样就难免会形成环形网络，若网络中存在环路，可能会引起广播风暴和MAC表项被破坏。 网络规划者规划好网络后，可以在网络中部署STP协议预防环路。当网络中存在环路，STP通过阻塞某个端口以达到破除环路的目的。如图所示，当前网络中存在环路，SwitchA、SwitchB、SwitchC和SwitchD都运行STP，通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某个端口进行阻塞，最终将环形网络结构修剪成无环路的树形网络结构，从而防止报文在环形网络中不断循环，避免设备由于重复接收相同的报文造成处理能力下降。 2、网络拓扑 3、配置思路 在处于环形网络中的交换设备上配置STP基本功能，包括： 配置环网中的设备生成树协议工作在STP模式。 配置根桥和备份根桥设备。 配置端口的路径开销值，实现将该端口阻塞。 使能STP，实现破除环路。 操作步骤 1、配置交换机STP的工作模式 <Huawei>system-view [Huawei]sysname SwitchA [SwitchA]stp mode stp <Huawei>system-view [Huawei]sysname SwitchB [SwitchB]stp mode stp <Huawei