HCIE-RS面试--环路产生及防环机制

二层环路

产生缘由

在局域网中，为了实现冗余，每每会有如图所示的拓扑，在这种拓扑中，会产生环路，二层环路每每是因为物理拓扑出现了环路，如3台交换机三角形链接，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：

广播风暴致使网络不可用

假设交换设备上没有启用stp协议，若是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，而后端口2又收到另外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，最终致使整个网络资源被耗尽，网络瘫痪不可用。

MAC地址表震荡致使MAC地址表项被破环

即便网络中不出现广播报文，从而消除广播风暴的可能，可是单播报文依然是危险的。好比hostA发出一个单播报文给hostB，若是此时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状况，可是mac地址表不会容许这样的状况发生，因此就会更新mac地址表。因为数据不停在端口1 和端口2 之间互相转发，致使交换设备不停修改本身的mac地址表项，从而引发了mac地址表频繁抖动，如此以往，最终致使mac地址表项被破坏。

防环机制

stp

smart-link

LACP链路捆绑

设备堆叠

三层环路

产生缘由

三层环路通常是物理拓扑有环路，而且设备之间的路由表造成了互指。
三层环路不容易产生，由于存在路由协议自身缺省的防环机制和ttl防环机制。只有静态路由须要人工预防。
三层环路比较容易发生在特殊的场景下，好比双点双向路由发布。

三层防环机制

转发层面

三层的IP头部存在ttl字段，因此报文不会无休止转发。ttl占8bit,最大255，设备接收到报文会须要减1，减到0就会丢弃，而且向报文的源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，若是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。