交换机-路由器 网络环路

问题1：交换机1能用、路由器2不能用（原因及使用后果。

如何操作路由器才能使用以及原因）；
原因：
校园网安装了独立的DHCP3服务器，而路由器默认开启了DHCP功能，会和校园网的DHCP服务器造成冲突，使得大量用户自动获得的IP地址不正确，导致大量用户不能正常上网，而且学校已针对每个IP地址限制了上网速率，若使用路由器则影响接入该设备用户的网速。

所以在校内网中不能使用路由器，要使用交换机。

后果：
大量用户不能上网，严重影响网络传输速率。

解决方法：
关闭路由器的dhcp，关闭路由器的路由功能，不要使用wan口4，只使用lan口5上联学校网络，把路由器当做交换设备。

关闭方法：
1、以TP LINK路由器为例。

用网线把路由器和电脑连接起来，电脑接在路由器的LAN口。

获取到IP地址以后，在IE中写入http://192.168.1.1 （192.168.1.1为大多数路由器管理ip，若不同请查阅说明书）就会出现登陆界面。

2、输入其访问帐号和访问密码进入路由器的访问界面。

（帐号和访问密码查看说明书，默认为admin）进入管理界面以后，选择DHCP服务，将DHCP服务关闭，选择“不启用”。

3、最后保存并软重起路由器。

重起之后将校园网主线接入LAN口（不使用WAN口）。

电脑也接在LAN口。

重新获取IP地址。

问题2：环路问题：种类，表现，解决。

种类：分为第二层环路和第三层环路,所有环路的形成都是由于目的路径不明确导致混乱而造成的。

第二层:环路通常都是冗余链路造成的，没有冗余链路就不存在环路。

例如一个广播信息经过两个交换机的时候会不断恶性循环的产生广播,造成环路。

第三层:通常指的是路由环路，是由于启用路由协议不当造成的，即使没有冗余链路，也有可能造成环路。

例如正常192.168.0.0/24网络被路由1通告到路由2,当网络出问题不能达到的时候,路由1把192.168.0.0/24路由信息删除,但是路由2通告给了路由1,让路由1误以为路由2的那边能达到192.168.0.0/24网络,结果造成恶性循环(例子建立在RIP6,IGRP7等路由协议下,只有这两个协议会造成第三层环路)
表现：
二层环路:
二层环路将导致二层多播或者广播的数据包的风暴，并不在乎多播或者广播的数据包的数量多少，只要存在二层环路，那么就可以形成对整个二层网络的阻塞。

比如，ARP8包虽然数量上很少，但是，每当交换机的ARP表超时之后，那么交换机就会对ARP条目刷新，每个ARP包都会在网络中不断环回，不能被终结，同理，热备份路由器协议主备之间和OSPF9邻居之间同步都是在二层上周期性定时广播进行的，如果不能被终结，所有数据包都将在链路上进行累积而吞噬带宽。

所以，只要有环路，那么网络就会被阻塞，而阻塞的快慢取决于网络上多播或者广播的数据包的数量多少。

还有，网络中受影响的链路和设备不局限于环路上的链路和设备，整个二层网络都会受到影响。

同时，二层网络如果过大，容易造成二层转发次优路径。

网络中，任何端口的闪断将会导致整个二层网络中设备进行基于STP 协议10的不断拓扑更新，消耗设备的CPU资源并且造成网络拓扑的不稳定。

广播数据包的增长是以2 N速率进行增长，直至数据包老化。

三层环路:
在维护路由表信息的时候，如果在拓扑发生改变后，网络收敛缓慢产生了不协调或者矛盾的路由选择条目，就会发生路由环路的问题，这种条件下，路由器对无法到达的网络路由不予理睬，导致用户的数据包不停在网络上循环发送，最终造成网络资源的严重浪费。

矢量路由的一个弱点就是可能产生路由环路，产生路由环路的原因有两种：
一、静态路由设置不合理。

二、动态路由定时广播产生的误会。

静态路由设置不合理的情况：
设两个路由器R A和R B，其路由表中各有一条去往相同目的网络的静态路由，但下一跳彼此指向对方，形成环路。

动态路由造成的情况：
假设某路由器R A通过R B至网络netb，但R B到netb不可达，这时候R B的广播路由比R A先来到。

R B去netb不可达，但R A中有去往netb路由，且下一跳是R B，这时R B就会从R A 那里学习该路由，将去往netb的指向R A，跳数11加1。

netb的路由原本是R B传给R A的，现R B却从R A学习该路由，显然是不对的，但这一现象还会继续，R A去netb网络的下一路是R B，当R B的跳数加1的时候，R A将再加1，周而复反形成环路，直至路由达到最大值数据包才丢弃。

路由环路表现
A.流量大。

环路内的路由器占用链路带宽来反复收发流量。

B.CPU利用率高。

路由器的CPU 因不断循环数据包而不堪重负。

C.网络收敛慢。

路由器的CPU 承担了无用的数据包转发工作，从而影响到网络收敛。

D.网络瘫痪。

路由更新可能会丢失或无法得到及时处理。

这些状况可能会导致更多的路由环路，使情况进一步恶化。

E.数据包丢失。

数据包可能丢失在“黑洞”中。

解决：
二层环路的解除：
A.启用STP:使用生成树STP(Spanning Tree Protocol)功能，将有环的网络剪成无环网络。

B.逐一将冗余链路进行手工封闭
三层环路的解除：
(1)定义最大值；
距离矢量路由算法可以通过IP头12中的生存时间（TTL）自纠错，但路由环路问题可能首先要求无穷计数。

为了避免这个延时问题，距离矢量协议定义了一个最大值，这个数字是指最大的度量值。

(2) 水平分割
水平分割是过滤掉发送给原发者的路由信息。

其规则就是不向原始路由更新来的方向再次发送路由更新信息，具体路由信息单向传送。

(3)路由毒化
水平分割的改进，收到原是自己发出的路由信息时，将这条信息最大的度量值，即毒化。

（4）毒化逆转
超越水平分割的一个特列，这样保证所有的路由器都接受到了毒化的路由信息。

(5) 触发方式
一旦发现网络变化，不等呼叫，立即发送更新信息，迅速通知相邻路由器，防止误传。

(6) 抑制时间
在收到路由变化信息后，启动抑制时间，此时间内变化项被冻结，防止被错误地覆盖。

注释：
1.交换机：是一种用于电信号转发的网络设备。

它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独
享的电信号通路。

最常见的交换机是以太网交换机。

其他常见的还有电话语音交换机、光纤交
换机等。

2.路由器：连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，
以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。

3.DHCP：动态主机设置协议（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）是一个局域网的网
络协议，使用UDP协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地
址；给用户和内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

4.WAN：广域网WAN(Wide Area Network)也叫远程网RCN(Remote Computer Network)，它的作用范
围最大，一般可以从几十公里至几万公里。

N：局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。

一般是方圆几千米以内。

6.RIP：路由选择信息协议（RIP）是一种在网关与主机之间交换路由选择信息的标准。

RIP 是一种
内部网关协议。

作为形成网络的每一个自治系统，都有属于自己的路由选择技术，不同的AS 系统，路由选择技术也不同。

7.IGRP：IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)是一种动态距离向量路由协议，它由Cisco
公司八十年代中期设计。

使用组合用户配置尺度，包括延迟、带宽、可靠性和负载。

缺省情况下，IGRP每90秒发送一次路由更新广播，在3个更新周期内(即270秒)，没有从路由中的第一个路由器接收到更新，则宣布路由不可访问。

在7个更新周期即630秒后，Cisco IOS 软件
从路由表中清除路由。

8.ARP：地址解析协议，实现通过IP地址得知其物理地址。

9.OSPF：OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway
Protocol,简称IGP)，用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。

与RIP相比，OSPF 是链路状态路由协议，而RIP是距离矢量路由协议。

OSPF的协议管理距离（AD）是110。

10.STP：（Spanning Tree Protocol）生成树协议。

该协议可应用于环路网络，通过一定的算法
实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中
的增生和无限循环。

11.跳数：到目的网络所经过路由器的数目，每经过一个路由器，跳数就加1。

基于距离矢量算法的
路由协议。

12.IP包头：版本（4比特），报头长度（4比特），服务类型（8比特），数据报长度（16比特），
标识符（16比特），标志（3比特），报片偏移（13比特），生存时间（8比特），协议（8
比特），报头检验和（16比特），源IP地址（32比特），目的IP地址（32比特）。