【网络协议】聊聊拓扑网络结构与原理

拓扑结构

上一篇我们简单讲述了一种交换机的情况，但是实际的场景是比较复杂的，在一个楼层可能有几十或者上百个接口，那么当知道对方的IP地址，求对方的MAC地址，其实是通过ARP协议进行处理的。

上图是一个两个交换机的情况，当机器1知道机器4的Ip地址时，但是不知道MAC，就会现在LAN1内进行广播，机器2收到不是找自己，就会进一步广播到交换机A，到LAN2，机器3也不是，就会到LAN3 机器4发现找的是自己就会返回ARP响应告诉我就是xx，MAC地址是xx。
并且由于交换机有自我学习能力，所以当通信多时，就会构建自己的网络拓扑结构，类似一个图。

环路问题

因为当交换机多了之后，就会形成环结构，出现极端情况下，比如机器1发送了一个广播查找xxmac地址，就会在交换机A和交换机B来回的进行学习。

STP 协议中那些难以理解的概念

在数据结构与算法中，我们知道有图的概念，将图的环破了之后，就形成树。最小生成树。在计算机网络中，生成树的算法叫作STP，全称Spanning Tree Protocol

• Root Bridge，也就是根交换机，掌门老大哥。
• Designated Bridges，有的翻译为指定交换机，掌门小弟
• Bridge Protocol Data Units （BPDU） ，网桥协议数据单元。BPDU 只有掌门能发，已经隶属于某个掌门的交换机只能传达掌门的指示。
• Priority Vector，优先级向量。可以比喻为实力 （值越小越牛）

STP 的工作过程是怎样的？

1.掌门相遇：比如5遇到6，发现6比5小，5就成为掌门，带领6。
2.同门相遇：但是当5遇到1的时候，发现1比5大，所以1带领5，5带领6，1和6相遇，其实就是同门相遇，1大6，所以新的门派就是 1 5 6
3.掌门与其他帮派小弟相遇：掌门1 遇到7，但是7的掌门是2，2小于1，所以 7 2加入1的门派。
4.不同门小弟相遇：5在1的门派，但是4在3的门派，这个时候就比拼掌门，1更厉害，所以3 4 加入1.

广播和安全问题

因为存在不同的网络，如果不同的ARP，那么数据可能会被窃听，所以 需要使用一定手段解决。一种方式就是物理手段。进行物理隔离。单独的会议室，财务和财务，程序员和程序员。还有一种方式是使用VLAN，虚拟局域网。

因为原来的二层包含的有VLAN ID，所以只需要标识下，自己属于那个VLAN就可以。

小结

本篇主要介绍了网络拓扑结构，以及遇到的环路，解决方式其实就是武林比武。将有环路的图变成没有环路的树，解决环路问题。
交换机数据一多，就需要隔离，一般可以通过VLAN形成虚拟局域网。解决广播问题和安全问题。