为什么数据帧不设计TTL机制防止“广播风暴”？

为什么数据帧不设计TTL机制防止“广播风暴”？

为什么数据帧不设计TTL机制防止“广播风暴”？

读了TCP/IP协议，发现IP协议的数据包中包含一个 TTL 8字节，代表数据包的存活时间。由这个TTL 可以控制数据包在网络传递的次数，进而防止数据包无限在网络传递，产生广播风暴。

然而，数据链路层的传递是以数据帧形式，这个数据帧（可以理解为 ethernet 帧）是没有 TTL 机制的，即交换机这个链路层是以数据帧（包含了数据包）形式传递。若当两个交换机 用两根线连接时，就形成一个网络环路，此时交换机的数据传递就会无限循环，形成一个广播风暴（网络风暴）。

此时，我们就想，为什么数据帧不设计TTL机制防止“广播风暴”？

解答如下：

• 第一，实际数据帧不光有以太，还有token ring\x.25\hdlc等。这些数据帧都体现在OSI 7层模型中的第二层，而第二层数据链路层的协议是没有STP的概念。上面讲的数据帧，严格来说为 ethernet frame（以太帧）。
• 其次，ethernet最早设计出来是在一个segment，以csma/cd模式连接几台电脑的组网，这种组网没有环路问题。最早的组网是用50欧姆的同轴电缆，黑色的，家里有线电视那种同轴电缆是65欧的，跟串串香一样，串起来组网，两边还要做堵头，用于信号反射，当然常见的是做成环网。没看错，就是环网。双绞线那都是后面的事情。在早期ethernet这种组网情况下，根本不存在环路的问题，因此没人考虑这个问题。
• 第三，STP是什么时候才有的事情，STP成为标准那都是90年代的事情。ethernet可是70年代的事情，802.3标准出现都是80年代的事情。所以STP那只是在ethernet大规模使用后，发现环路问题有必要解决，才提出的，属于补丁思路；
• 第四，环路问题。正如第二条所讲，ethernet最早出现的组网模式，压根没有环路问题。只是后面以太组网复杂了，各种架构出现，才出现环路问题，所以STP出现了；
• 第五，那为什么不设计TTL机制？原因很简单，ethernet 环路对纯二层交换机基本没有影响，因为交换机都是ASCI芯片处理，基本对广播风暴无感，最坏结局流量爆掉。这点很容易测试，自己找一台最便宜的tplink二层交换机，做个环，tplink绝对没任何影响，设备work很好。

广播风暴真正有危害的是路由器，因为一般的路由器架构，线卡LC对于广播流量、未知单播需要Punt到CPU处理，但是路由器的CPU很弱，所以会导致CPU HIGH。

总之以太技术、IP技术都属于补丁思路，因为这些技术刚开始设计的时候，没有想得很长远，只不过后面火起来了，但是要动最开始的设计很困难，只能打补丁。这个就和2G\3G\4G\5G的技术演进不一样了，3GPP是先把规范研究明白，然后在开始干。而IP是先干了，然后发现有问题，在提出补丁，在规范化。

参考：