# 802.1D - Loop Problems

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## Loop Problem

在架設 LAN 時，有迴圈的話可以讓架設流程比較順利，而且兩個節點間的不同路徑，也可以作為彼此的「備用」路線，增加網路的可靠度。不過，有環表示可能有 LAN 會同時與一個 Bridge 的兩個端口相連（不管直接或間接），這就會造成兩個問題：


### 問題一：重複的封包轉送

最直接可以發現的是：$B$ 重複收了兩次 $A$ 送來的封包。這是因為 $\bf X$ 與 $\bf Y$ 都跟 $A$ 直接相連，所以他們都收到了 $A$ 的封包。假設他們一開始都不知道 $B$ 在哪，那 $\bf X$ 與 $\bf Y$ 都會廣播這個封包，所以這個封包就被廣播了兩次，使得 $B$ 收了兩次同樣的封包。

### 問題二：學到錯誤的位址

除此之外，$\bf X$ 在廣播封包時，$\bf Y$ 的 1 號端口也會收到這個從 $A$ 來的封包。這就會使 $\bf Y$ 以為要往自己的 1 號端口才能送到 $A$，儘管這是更遠的路。類似地，$\bf X$ 也可能收到 $\bf Y$ 廣播的封包，因此也會以為 $A$ 要往自己的 2 號端口走。

這個乍看之下也算合理，因為實際上 $A$ 確實跟這兩個端口「間接」相連。但是當 $B$ 要送給 $A$ 封包時，問題就會出現了。$\bf X$ 與 $\bf Y$ 都會以為 $A$ 跟 $B$ 都在自己上方的 LAN，所以 $B$ 的封包就無法被轉送到下方的 $A$ 去：


## 解法：除掉迴圈直到變成一棵生成樹

而解決這個問題的方法就是：除去迴圈上的某些邊，直到所有 LAN 與 bridge 之間形成一棵樹。因為變成一棵樹，所以樹上的任二節點間有唯一的路徑，因此兩點間要送封包，就只能按著那條唯一路徑送。對於任意 bridge，一個 MAC address 只會從唯一的 port 來。

> 「除去某些邊」在 bridge 上的效果就是「暫停使用某些端口」。


## 課程影片

### 第 4E 講 IEEE 802.1D 交換機的擴張樹演算法 (Spanning Tree Algorithm) L01 5

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