二层接口和三层接口的区别_计算机网络中二层环路与三层环路的区别

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。

组播：参见组播章节，依靠PRF检查。

转发层面：二层环路无防环机制，三层环路有TTL机制。

总结:

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。

：ttl的英文是什么？最大值是多少？为什么是255，而不是300？

答：Time to live，在IP报文中，TTL字段占8个bit，所以最大255，设备接收到报文都需要减一，减到0则丢弃报文，并向报文的源IP发送ICMP消息type为11，code为0的错误消息。

：导致二层环路的原因？导致三层环路的原因？

答： 见上面

：二层网络对广播帧、未知单播帧的处理方式？三层网络对无路由的数据包的处理方式？

答：见上面设备的工作行为

：二层环路导致什么后果？

答：见上面环路的影响。