网络环路原理及其影响

在这个拓扑图中，交换机就成了一个单点故障，如果交换机坏了，此时的几个模块之间都无法进行正常的工作，客户机不能访问服务器，不能连接 internet，不能访问打印机，反之都一样。所谓单点故障，也就是一点发生故障，则整网络无法正常工作。所以在一般的交换式网络中，我们都需要对交换机进行冗余，但是引入冗余又会发生一个问题，一个很严重的问题，就是网络环路。下面我们来看看环路对我们的网络到底造成了什么影响，影响主要有三点：
Broadca ststorms广播风暴
Multiple Frame Copies多重复数据帧
MAC Database Instability MAC地址表不稳定
广播风暴：


分析：如果主机X希望跟网络上的其他主机通讯，将数据报传给交换机A，但交换机仍然会将此报再一次传给交换机A，依次类似，构成了一个环，而且这个环后面比较严重，为什么?我们在讲网络基础的时候，我们讲了数据帧的格式，大家可以回忆一下，但在这个格式中，没有类似于三层IP报头中TTL机制，所以数据帧在网络中将被无限次数的传递，从面造成了广播风暴，如果是单播的数据还要好一些，如果是广播或者组播数据在这样一个环路网络中传递则广播风暴更加明显。
多重数据帧：也称为重复数据帧


分析：主机X准备发一个单播帧给路由器Y，数据报发出后，发现有两条路可以到达路由器Y，一个是直接发过去，还有一条就是通过交换机A转给交换机B，然后再交给路由器Y，此时路由器Y就收到了两位一模一样的数据帧。
MAC地址表的不稳定：


分析：还是主机X发送数据帧给路由器Y，路由器的MAC地址表还没有被交换机学习到，数据帧沿链路发送到交换A和交换机B的端口0,那么交换机A和交换机B都将主机X的MAC地址记录在port0。因为是通过port0收到的数据帧，所以会通过两个交换机的port1向外泛洪，交叉来到相互交换机的port1口，又认为主机X的MAC地址所对应的端口是port1,即从交换机A发出来的数据帧来到了交换机B的port1端口。然后交换机B收到后又通过Port0口再次泛洪，依次类推，数据帧在环路里重复执行上述过程，交换机A和交换机B重复的在port1以及port0上不断的学习主机X的MAC地址，造成MAC地址表的不稳定。