计算机网络中的冗余链路问题

基本上来说，冗余链路这些机制被用来防止网络故障的发生。它们的作用是提供冗余性，即当某个连接出现故障时，数据仍可以通过另一条路径进行传输。不过，这样做也可能会引起一些问题。
以下是一些这样的问题：
广播风暴 – 
交换机会将由其他设备生成的广播帧转发到其所有的端口上。如果未采取任何避免循环传输的措施，那么交换机就会不断地向整个网络发送广播帧，从而消耗掉所有可用的带宽。这种现象被称为“广播风暴”。
广播风暴是一种严重的网络问题，它可以在几秒钟内使整个网络陷入瘫痪状态。
示例： 
 

这里，有3个交换机相互连接在一起，以实现冗余功能。当主机A向主机B发送广播消息时，该消息首先被交换机A接收，然后被转发到所有端口上。由于交换机B和交换机C也连接到交换机A上，因此这些交换机也会接收到该广播消息，并将其转发到所有端口上。
因此，交换机A和交换机C也会接收到由交换机B生成的广播帧。此外，交换机C还会为交换机B和交换机A生成广播帧。这样一来，就会形成一个循环，导致所有可用的带宽都被占用，最终可能导致网络无法正常运行。
多个副本—— 
如果同一帧同时从不同的网络段传来，那么设备可以接收该帧的多个副本。
例如： 
 

这里有一个简单的拓扑结构，其中路由器与两个交换机相连。交换机A与主机A以及交换机C相连；而交换机B则与交换机C以及主机B相连。假设主机A想要向路由器发送一个单播帧，那么它会将该帧转发到交换机A。然后，交换机A会将该帧再次转发给路由器和交换机C。此时，路由器就会接收到该数据包。
但是，交换机C会将该数据包转发给交换机B，而交换机B则会将该数据包进一步转发给路由器。此时，路由器会收到多个副本的同一帧数据。这是一个问题，因为大多数协议都无法正确处理这种重复传输的情况。
MAC表争用问题—— 
交换机通过MAC地址表来转发帧数据。当交换机接收到某个帧时，它会将该帧的MAC地址与接收该帧的端口进行关联。但是，如果交换机从多个链路中同时接收到来自同一源头的帧，那么交换机就难以在MAC表中准确记录这些帧的信息了。这会导致MAC表出现不稳定的情况。
示例： 
 

在给定的拓扑结构中，如果主机A向主机B发送单播帧，那么交换机A将会接收到该帧。 交换机A会将数据转发到交换机B和交换机D。而交换机B和交换机D则会将数据进一步转发到交换机C。 现在，端口C会从两个不同的端口接收数据帧，而这些数据帧的源MAC地址是相同的。因此，这会导致端口C中的MAC表出现不稳定的情况。 生成树协议（Spanning Tree Protocol，STP）被用于防止这些环路的出现。 它会通过自己的机制来阻塞某个路径，从而确保每次只有一条路径可用于帧的传输。 如果有一条路径被阻塞了，那么这条被阻塞的路径就会变得可用，此时数据就可以通过这条路径进行传输了（在交换机中）。