【二层环路】交换机二次原路排查思路

news2025/1/14 0:54:48

以太网交换网络中为了提高网络可靠性,通常会采用冗余设备和冗余链路,然而现网中由于组网调整、配置修改、升级割接等原因,经常会造成数据或协议报文环形转发,不可避免的形成环路。如图1所示,三台设备两两相连就会形成环路。当设备未部署环路保护协议或者组网配置发生变更时,环形组网中就可能会产生广播风暴。

图1 以太网交换网络冗余链路组网图

二层环路最大的危害就是会产生广播风暴,以太网是一个支持广播的网络,在没有环路的环境中,广播包在网络中以泛洪的形式被送达到网络的每一个角落,以保证每个设备都能够接受到它。在带宽允许的情况下,每个网桥在接收到广播报文以后,都会向除接收端口以外的其他所有接口转发这个广播包,一旦网络中有环路,这种简单的广播机制就会引发灾难性后果。

环路中一个广播报文被反复转发了千万次,产生了广播风暴并且很快达到或接近端口线速,并迅速消耗链路带宽。根据转发规则,这些广播报文不仅仅只是在环路上无限转发,环路设备还会向其他端口转发一份,这样整个网络中都充斥着大量重复广播报文。如果全网络都采用千兆端口互连,那么几乎每一条链路上都充斥着1000M/s的广播报文,正常的数据报文将很难再获得转发的机会。

二层网络设备处于同一个广播域下,广播报文在环路中会反复持续传送,无限循环,形成广播风暴,引发MAC地址表不稳定等故障现象,进而影响正常业务,导致用户通信质量较差,甚至通信中断。

为防止环路出现,并保证网络的可靠性,交换机设备上通常会部署一些破环协议。目前S系列交换机支持的二层环路破环协议主要有:

  • STP/RSTP/MSTP
  • RRPP
  • SEP
  • Smart Link
  • ERPS

除了二层环路破环协议,S系列交换机同时支持环路检测技术,主要的环路检测技术有:

  • Loop Detection
  • Loopback Detection

本文将主要介绍如何识别二层网络的环路问题以及常见处理方法。

总体思路

所有故障皆“事出有因”,故障的发生一定是在一个稳定的正常运行的网络中,某一网络环节发生了变化而引起的,这些诱发网络产品生故障的变化包括:

  • 网络调整:包括但不限于组网调整、配置修改、升级割接等操作;
  • 网络环境发生变化:包括但不限于网络风暴、特定节日/促销活动/智能终端导致用户行为变化,网络设备电源/温度环境发生变化、传输光缆被切断、夏令时跳变、微波受大雨/大雾等其后影响、洪水/火灾/地震/雷击等外界不可抗力;
  • 网络设备发生故障:包括但不限于软件发生缺陷、硬件老化故障(单板异常、光纤光模块故障)等。

所有这些诱发故障的内在因素绝大多数都有其“外在异常表现”,具体会反映在特定网元的告警、日志、流量统计、端口状态等信息中。因此故障快速定位的关键在于,如何有效而快速的通过事发时间、影响范围、所做操作及故障网络范围的网元基本信息的查看,快速发现这些“外在异常表现”所在的点,进而锁定故障网元节点,找出问题根因。

如下图所示,网络中出现二层环路通常会有如下现象,如果分析现网问题发现存在以下异常表现中的一个或者多个,则网络中存在二层环路可能性较大。

图2 二层环路常见异常表现

环路故障诊断步骤

判断网络中是否存在二层环路,一般可以使用查看接口带宽流量、查看MAC漂移告警、部署环路检测、查看CPU占用率四种方法进行确认。这四种方法没有严格的操作顺序,为更加准确判断故障属性,可以使用其中的一种或多种方法来进行问题定位。

图3 环路故障诊断步骤

查看接口带宽流量

  1. 检查端口带宽流量简要信息。

    通过display interface brief命令,查看所有接口下的流量,存在环路的接口上InUi和OutUi两个计数会逐步增加至端口速率上限。

    第一次查询:

    <span style="color:#333333"><span style="background-color:#dddddd"><HUAWEI> <strong>display interface brief | include up</strong> 
    
    PHY: Physical                                                                   
    *down: administratively down                                                    
    ^down: standby                                                                  
    ~down: LDT down                                                                 
    #down: LBDT down                                                                
    (l): loopback                                                                   
    (s): spoofing                                                                   
    (E): E-Trunk down                                                               
    (b): BFD down                                                                   
    (e): ETHOAM down                                                                
    (dl): DLDP down                                                                 
    (d): Dampening Suppressed                                                       
    (ld): LDT block                                                                 
    (lb): LBDT block                                                                
    InUti/OutUti: input utility/output utility 
    Interface                   PHY   Protocol  InUti OutUti   inErrors  outErrors  
    Ethernet0/0/0/0             up    up        0.01%  0.01%          0          0  
    GigabitEthernet0/0/2        up    up        0.01%  0.01%          0          0 
    <span style="color:#ff0001">GigabitEthernet0/0/16       up    up        0.01%  0.56%          0.56%      0</span>
    <span style="color:#ff0001">GigabitEthernet1/0/12       up    up        0.01%  0.56%          0.56%      0</span></span></span>

    最后一次查询:

    <span style="color:#333333"><span style="background-color:#dddddd"><HUAWEI> <strong>display interface brief| include up</strong>  
    
    PHY: Physical                                                                   
    *down: administratively down                                                    
    ^down: standby                                                                  
    ~down: LDT down                                                                 
    #down: LBDT down                                                                
    (l): loopback                                                                   
    (s): spoofing                                                                   
    (E): E-Trunk down                                                               
    (b): BFD down                                                                   
    (e): ETHOAM down                                                                
    (dl): DLDP down                                                                 
    (d): Dampening Suppressed                                                       
    (ld): LDT block                                                                 
    (lb): LBDT block                                                                
    InUti/OutUti: input utility/output utility 
    Interface                   PHY   Protocol  InUti OutUti   inErrors  outErrors  
    Ethernet0/0/0/0             up    up        0.01%  0.01%          0          0  
    GigabitEthernet0/0/2        up    up        0.01%  0.01%          0          0 
    <span style="color:#ff0001">GigabitEthernet0/0/16       up    up          76%    76%          0          0</span>
    <span style="color:#ff0001">GigabitEthernet1/0/12       up    up          76%    76%          0          0</span></span></span>

    一般情况下,使用此命令查询只能看到当前网络的流量结果,此结果需要和网络的正常业务流量进行比较,业务流量的带宽可以从网管设备上的网络流量监控图中获取。

    • 通过下面简单的判断,可以初步确定有没有环路存在。
      • 如果当前网络流量远大于正常业务,可能存在二层环路。
      • 如果当前网络流量正常,且没有部署广播抑制(接口下未配置命令broadcast-suppression percent-value | cir cir-value [ cbs cbs-value ] | packets packets-per-second }),则没有二层环路。
      • 如果当前网路流量比正常流量稍大,且部署了广播抑制,则需要通过查看MAC地址漂移进一步判断。
    • 通过观察设备流量大的端口个数和流量出入方向,也可以进行如下初步判断。
      • 如果只有一台设备的一个端口出入方向流量较大,可能属于交换机单端口自环出现环路。
      • 如果只有一台设备的两个端口流量较大,可能属于交换机双端口环路导致协议震荡。
      • 如果某端口只有单方向流量较大,即只有出方向流量大或者只有入方向流量较大,则需要重点排查,因为环路有可能在该端口的上下游设备,属于下游设备报文转发异常导致伪环路问题。

      上述步骤在确认可能是环路的情况下,可以通过如下步骤进一步判断确认环路是否的确存在。

  2. 查看带宽异常的接口详细信息。

    为排除先前报文统计数对故障判断的影响,在征询客户同意的前提下,您可以在用户视图执行命令reset counters interface [ interface-type interface-number ] ],先清除指定接口的统计信息。

    任意视图下执行命令display interface interface-type [ interface-number ] ],或接口视图下执行命令display this interface,查看接口当前运行状态详细信息。具体可查看回显信息中的BroadcastMulticast和字段,以观察接口出入方向是否有大量的广播和组播报文计数。

    如果存在某些接口的收发广播/组播报文数明显大于同一设备其他接口的收发广播/组播报文数,则存在环路的可能性很大;否则,请执行查看MAC地址漂移进一步判断。

    <span style="color:#333333"><span style="background-color:#dddddd"><HUAWEI> <strong>display interface XGigabitEthernet 2/0/1 </strong>                                          
    XGigabitEthernet2/0/1 current state : UP                                        
    Line protocol current state : UP                                                
    Description:                                                                    
    Switch Port, PVID :    1, TPID : 8100(Hex), The Maximum Frame Length is 9216    
    IP Sending Frames' Format is PKTFMT_ETHNT_2, Hardware address is 00e0-fc01-38f9 
    Last physical up time   : 2010-12-15 14:24:47 UTC-03:00                         
    Last physical down time : 2010-12-15 14:23:54 UTC-03:00                         
    Current system time: 2010-12-15 19:13:33-03:00                                  
    Port Mode: COMMON FIBER, Transceiver: 10GBASE_SR_SFP                            
    Speed : 10000,  Loopback: NONE                                                  
    Duplex: FULL,   Negotiation: DISABLE                                            
    Mdi   : NORMAL, Flow-control: DISABLE                                           
    Last 300 seconds input rate 1432 bits/sec, 1 packets/sec                        
    Last 300 seconds output rate 1272 bits/sec, 1 packets/sec                       
    Input peak rate 12390544 bits/sec, Record time: 2010-12-15 14:31:02             
    Output peak rate 11624 bits/sec, Record time: 2010-12-15 14:24:48               
                                                                                    
    Input:  3804624 packets, 578247577 bytes                                        
      Unicast:                    3784099,  <strong>Multicast</strong>:                       20524  
      <strong>Broadcast</strong>:                        1,  Jumbo:                               0  
      Discard:                          0,  Pause:                               0  
      Frames:                           0                                           
                                                                                    
      Total Error:                      0                                           
      CRC:                              0,  Giants:                              0  
      Jabbers:                          0,  Fragments:                           0  
      Runts:                            0,  DropEvents:                          0  
      Alignments:                       0,  Symbols:                             0  
      Ignoreds:                         0                                           
                                                                                    
    Output:  19396 packets, 2796198 bytes                                           
      Unicast:                          9,  <strong>Multicast</strong>:                       19386  
    <strong>  Broadcast</strong>:                        1,  Jumbo:                               0  
      Discard:                          0,  Pause:                               0  
                                                                                    
      Total Error:                      0                                           
      Collisions:                       0,  ExcessiveCollisions:                 0  
      Late Collisions:                  0,  Deferreds:                           0  
      Buffers Purged:                   0                                           
                                                                                    
        Input bandwidth utilization threshold : 90.00%                              
        Output bandwidth utilization threshold: 90.00%                              
        Input bandwidth utilization  :    0%                                        
        Output bandwidth utilization :    0%   </span></span>

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表格 概述 表格是一种二维结构&#xff0c;横行纵列。 由单元格组成。 表格是一种非常“强” 的结构&#xff1a; 每一行有相同的列数&#xff08;单元格&#xff09;&#xff0c;每一列有相同的行数&#xff08;单元格&#xff09; 同一列的单元格&#xff0c;宽度&#…

《实验细节》使用PEFT库常见错误

《实验细节》使用PEFT库常见错误 安装问题常用命令使用问题问题1安装问题 首先给出用到的网站 更新NVIDIA网站https://www.nvidia.com/Download/index.aspx 2. 使用PEFT的优秀demo https://www.philschmid.de/fine-tune-flan-t5-peft 3. 下载一些库的必备网站 https://pypi.or…

(完全解决)latex如何设置某段文字向右对齐

开门见山&#xff0c;老子就是想要下图中日期的效果&#xff0c;可以看到&#xff0c;日期向右对齐。 很多人给的是下面这个方案&#xff1a; \begin{flushright}Sep 2020-July 2023 \end{flushright}但是试过了好像不行&#xff0c;其是换一行&#xff0c;然后向右对齐。 …

下拉选择器的树状结构图

类似&#xff1a;【Vue-Treeselect 和 vue3-treeselect】树形下拉框 一&#xff1a;图 二&#xff1a;如果有多层级的数据结构&#xff0c;可以用treeselect插件实现 1、安装&#xff1a; npm install --save riophae/vue-treeselect 2、实现&#xff1a; <el-form ref&qu…

深入了解RPA业务流程自动化的关键要素

在RPA业务流程自动化实施过程中&#xff0c;哪些因素起着至关重要的作用&#xff1f;这其实没有一个通用的答案&#xff0c;每一个RPA业务流程自动化的部署&#xff0c;都需要结合具体场景去调整&#xff0c;并且进行全面的规划。 首当其冲是要关注以下几点&#xff1a; 1、专…

想提高工作效率?这里有五款实用工具推荐

​ 想提高工作效率&#xff1f;这里有五款实用工具推荐&#xff01;搜索一下就能下载到。 1.鼠标控制——MouseInc ​ MouseInc是一款创新的鼠标控制软件&#xff0c;可以让用户通过手势、声音或眼睛来控制鼠标的移动和点击。MouseInc利用了人工智能和计算机视觉的技术&#…

景联文科技语音数据标注:AUTO-AVSR模型和数据助力视听语音识别

ASR、VSR和AV-ASR的性能提高很大程度上归功于更大的模型和训练数据集的使用。 更大的模型具有更多的参数和更强大的表示能力&#xff0c;能够捕获到更多的语言特征和上下文信息&#xff0c;从而提高识别准确性&#xff1b;更大的训练集也能带来更好的性能&#xff0c;更多的数据…

九章云极DataCanvas多模态大模型平台实践与思考

导读&#xff1a;本文将分享九章云极DataCanvas在多模态大模型平台方面的一些思考和实践。 今天的介绍会围绕下面四点展开&#xff1a; 多模态大模型的历史发展 九章云极DataCanvas的多模态大模型平台 九章云极DataCanvas多模态大模型的实践 对未来的思考与展望 ▌多模态…

单片机点亮led管(01)

如何开始学习单片机 1&#xff1a;实践第一 2&#xff1a;补充必要的理论知识&#xff0c;缺什么补什么 3&#xff1a;做工程积累经验&#xff08;可以在网络上收集题目&#xff0c;也可以有自己的想法大胆的实验&#xff09; 单片机是什么&#xff1f; 单片机&#xff08…

活动回顾 | MatrixOne 在 SaaS 企服领域的应用解读

9月3日&#xff0c;矩阵起源产品总监邓楠于 QCon 北京站首次分享了 MatrixOne 在 SaaS 企服领域的应用&#xff0c;本篇文章将对该次分享进行回顾。 Part 1 MatrixOne 是什么&#xff1f; MatrixOne 是一款面向未来的超融合异构云原生数据库管理系统。通过全新从零自研的统一…

Pika v3.5.1发布!

导读Pika 社区很高兴宣布&#xff0c;我们今天发布已经过我们生产环境验证 v3.5.1 版本&#xff0c;https://github.com/OpenAtomFoundation/pika/releases/tag/v3.5.1 。 该版本不仅做了很多优化工作&#xff0c;还引入了多项新功能。这些新功能包括 动态关闭 WAL、Replicati…

如何打造品牌爆文,小红书爆文封面教程

在小红书平台&#xff0c;爆文其实是核心竞争力&#xff0c;你的流量取决于你生产爆文的稳定程度。而对于一篇文章而言&#xff0c;最重要的即是封面。今天来分享下如何打造品牌爆文&#xff0c;小红书爆文封面教程&#xff01; 1.了解用户人群特点 深入了解目标用户人群的特点…

数字化 | 智能电子日历

想要一款随时随地都能掌握日期的电子日历吗&#xff1f; WiFi通信&#xff0c;实时更新&#xff0c;超低功耗&#xff0c;可充电&#xff0c;超长续航&#xff0c;电子纸&#xff0c;黑白红三色显示的电子日历&#xff0c;就是你的最佳选择&#xff01; 无论是在办公室、家中或…

更新 | 持续开源 迅为RK3568驱动指南第十一篇-pinctrl子系统

《iTOP-RK3568开发板驱动开发指南》更新&#xff0c;本次更新内容对应的是驱动&#xff08;第十一期_pinctrl子系统-全新升级&#xff09;视频&#xff0c;后续资料会不断更新&#xff0c;不断完善&#xff0c;帮助用户快速入门&#xff0c;大大提升研发速度。 文档教程更新至第…

模拟退火算法求解TSP问题(python)

模拟退火算法求解TSP的步骤参考书籍《Matlab智能算法30个案例分析》。 问题描述 TSP问题描述在该书籍的第4章 算法流程 部分实现代码片段 坐标轴转换成两点之间直线距离长度的代码 coordinates np.array([(16.47, 96.10),(16.47, 94.44),(20.09, 92.54),(22.39, 93.37),(2…

详解--计算机中的索引(包含 数据库,磁盘)

1. 索引概念 1.1 什么是索引 例子 当我们看一本书时&#xff0c;目录就相当于对照表&#xff0c;通过目录可以快速找到要看的内容。拓展 索引就相当于书的目录。 索引是有序的索引在计算机领域中是一种数据结构 1.2 索引的作用 主要用于提高查询效率。 例子&#xff1a; …