二层环路.pdf

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1、冗余的的网网络络中，二二层层环环路路是怎么形成的的？我在之前的文章中说过：“为了防止单点失效，我们应该设计一个具有冗余备份功能的网的网络络环境”。冗余备份的网络结构的好处是可以解决单点故障，但是冗余备份的网络结构却也能带来环路。本文，就主要介绍在冗余的网络中，二层环路的形成过程：二层环路形成步骤 图 1：这是一个冗余的拓扑，PC 发出了一个 ARP 广播包，要去获得 Server 的 MAC 地址，PC 发出的流量，先到了下面的 Switch-2二层环路形成步骤 图 2：Switch-2 收到数据后，因为这个数据是 ARP 广播包，于是 Switch-2 会从所有的接口泛洪这个数据，这个图里，

2、Switch-2 将这个数据从 F0/1 口转发了出去，并且这个数据准确的到达了 Server。二层环路形成步骤 图 3：这个数据除了交给了 Server，也会窜到上面去，Switch-1 会从自己的的 F0/1 口也收到这个数据。二层环路形成步骤 图 4：Switch-1 收到这个数据后，因为这个数据是一个 ARP，所以 Switch-1 会从自己的其他接口也泛洪这个 ARP 包，于是这个数据包又从 Switch-1 的 F0/0 口发了出来。接着这个数据发回到了数据的发起者 PC 那里。二层环路形成步骤 图 5：而且，这个 ARP 包也传给了 Switch-2 的 F0/0 口，Switc

3、h-2 收到之后，会从其他接口泛洪这个 ARP 数据包，这个数据包又从 Switch-2 的 F0/1 口发了出去。至此，这个 ARP 广播包就在这个网络里面不停的传，这就形成了二层环路。形成了环路之后，这个网络就会产生非常严重的问题。二层环路一共会带来三个严重的危害（下面有每个危害的详细介绍）：广播风暴多帧拷贝MAC 地址表抖动，不稳定广播风暴的形成：1、PC 发出一个广播包，目的 MAC 地址是，如下图：这个数据包被 Switch-1 和 Switch-2 都从 F0/0 口收到了这个 ARP 广播包2、交换机处理广播包的的方法是从其他所有接口泛洪，如下图：Switch-1 和 Switc

4、h-2 把这个广播包分别从自己的 F0/1 口发了出去3、两台交换机又分别从 F0/1 口收到了对方发出的 ARP 广播包，于是两台交换机又把这个ARP 广播包复制一份，从各自的 F0/0 口又发了出去。如下图：4、就这样，这些广播包在这个网络里会不停的传递，广播包会越来越多。如下图：广播风暴的危害：严重消耗带宽资源严重消耗交换机的 CPU、内存等资源二、多帧复制：1、PC 发送一个单播帧去往 Server，如下图：该单播帧被 Switch-1 和 Switch-2 收到后，基于 MAC 地址表转发，两台交换机都转发给了ServerServer 从两个方向收到了相同的数据帧。Server 只会

5、处理最先到达的那个，第二个就丢弃掉了2、如果这个数据帧是 ARP 广播帧，Switch-1 和 Switch-2 从 F0/1 口发出的这个帧，除了传到了 Server，也传到了对方的 F0/1 口。如下图：两台交换机会将这个数据再次从 F0/0 口发出，绕一圈后，两台交换机又会收到，再发给Server 和对方的交换机，这个广播帧就会不停的被 Server 收到多帧复制的危害：多帧复制的危害：严重消耗带宽资源严重消耗交换机的 CPU、内存等资源严重消耗电脑的处理进程资源（CPU、内存等）三、MAC 地址表抖动：我们将目光锁定我们将目光锁定 Switch-1Switch-1 上上1、PC 发出数

6、据后，Switch-1 将 PC 的 MAC 地址记录在自己的 F0/0 口，如下图：2、PC 发出的数据也会被 Switch-2 接收，Switch-2 将这个数据又从自己的右边接口发了出去，如下图：Switch-1 从 F0/1 口收到了 Switch-2 转发过来的数据于是，Switch-1 将 PC 的 MAC 地址切换到了自己的 F0/1 口于是，MAC 地址表抖动了一次3、PC 会连续不断的发数据出来，Switch-1 会不停的从 F0/0 口和 F0/1 口接收到关于 PC 的MAC 地址。如下图：于是，Switch-1 上，关于 PC 的 MAC 地址就不停的在 F0/0 和 F0/1 口之间跳跃。如果 PC 的数量很多，冗余链路的接口也多，MAC 地址表就会不停在这些接口间的翻滚。MACMAC 地址表抖动的危害：地址表抖动的危害：交换机无法正常的转发数据交换机频繁的改变 MAC 地址表，导致 CPU、内存等资源大量的消耗