什(shén)麽是環路

      以太網交換網絡中爲了(le)提高(gāo)網絡可靠性，通常會(huì)采用(yòng)冗餘設備和(hé)冗餘鏈路，然而現(xiàn)網中由于組網調整、配置修改、升級割接等原因，經常會(huì)造成數據或協議(yì)報(bào)文(wén)環形轉發，不可避免的形成環路。如圖所示，三台設備兩兩相連就會(huì)形成環路。當設備未部署環路保護協議(yì)或者組網配置發生變更時(shí)，環形組網中就可能(néng)會(huì)産生廣播風(fēng)暴。

環路的危害

      二層環路最大(dà)的危害就是會(huì)産生廣播風(fēng)暴，以太網是一個支持廣播的網絡，在沒有環路的環境中，廣播包在網絡中以泛洪的形式被送達到(dào)網絡的每一個角落，以保證每個設備都能(néng)夠接受到(dào)它。在帶寬允許的情況下(xià)，每個網橋在接收到(dào)廣播報(bào)文(wén)以後，都會(huì)向除接收端口以外(wài)的其他(tā)所有接口轉發這(zhè)個廣播包，一旦網絡中有環路，這(zhè)種簡單的廣播機制就會(huì)引發災難性後果。

      環路中一個廣播報(bào)文(wén)被反複轉發了(le)千萬次，産生了(le)廣播風(fēng)暴并且很(hěn)快(kuài)達到(dào)或接近端口線速，并迅速消耗鏈路帶寬。根據轉發規則，這(zhè)些(xiē)廣播報(bào)文(wén)不僅僅隻是在環路上(shàng)無限轉發，環路設備還會(huì)向其他(tā)端口轉發一份，這(zhè)樣整個網絡中都充斥着大(dà)量重複廣播報(bào)文(wén)。

      二層網絡設備處于同一個廣播域下(xià)，廣播報(bào)文(wén)在環路中會(huì)反複持續傳送，無限循環，形成廣播風(fēng)暴，引發MAC地址表不穩定等現(xiàn)象描述，進而影響正常業務，導緻用(yòng)戶通信質量較差，甚至通信中斷。

如何判斷環路故障

      所有這(zhè)些(xiē)誘發故障的内在因素絕大(dà)多數都有其“外(wài)在異常表現(xiàn)”，具體會(huì)反映在特定網元的告警、日志、流量統計(jì)、端口狀态等信息中。因此故障快(kuài)速定位的關鍵在于，如何有效而快(kuài)速的通過事(shì)發時(shí)間、影響範圍、所做操作(zuò)及故障網絡範圍的網元基本信息的查看(kàn)，快(kuài)速發現(xiàn)這(zhè)些(xiē)“外(wài)在異常表現(xiàn)”所在的點，進而鎖定故障網元節點，找出原因分析。

環路故障診斷步驟

      判斷網絡中是否存在二層環路，一般可以使用(yòng)查看(kàn)接口帶寬流量、查看(kàn)MAC漂移告警、部署環路檢測、查看(kàn)CPU占用(yòng)率四種方法進行确認。這(zhè)四種方法沒有嚴格的操作(zuò)順序，爲更加準确判斷故障屬性，可以使用(yòng)其中的一種或多種方法來(lái)進行問題定位。

如何快(kuài)速破環

       以太網環路會(huì)在短時(shí)間内形成數據風(fēng)暴，當端口的流量達到(dào)帶寬的最大(dà)負荷，會(huì)形成鏈路擁塞，影響網絡業務。因此，在确認現(xiàn)網存在數據環路後，需要第一時(shí)間按照如下(xià)步驟處理(lǐ)，盡快(kuài)恢複數據業務。

      環形網絡拓撲一般較爲複雜(zá)，可以尋求到(dào)網絡拓撲結構全圖，具體到(dào)網絡的VLAN規劃信息，每台設備名稱、系統MAC、管理(lǐ)IP，本端端口名稱、對(duì)端端口名稱。

      完整的拓撲信息是解決環路問題的首要條件，如果沒有拓撲圖，需要從(cóng)發現(xiàn)環路的設備，通過逐跳登錄，記錄設備信息、端口信息和(hé)VLAN信息，手動繪制完整的拓撲。

      緊急破環又稱手動破環，當網絡風(fēng)暴嚴重影響正常的業務時(shí)，需要使用(yòng)此方法盡快(kuài)恢複業務。

端口退出已成環的VLAN

      在已經成環的網絡上(shàng)，将其中一個端口退出成環VLAN，屬于影響面最小(xiǎo)的破環方法。

shutdown已經成環的端口

      shutdown已經成環的物理(lǐ)端口，也(yě)可以達到(dào)破環的效果。需要注意的是執行此動作(zuò)之前，您需要确保在接口視(shì)圖下(xià)執行命令shutdown關閉接口後，不會(huì)影響正常的數據業務。

拔出成環接口破環

      通過拔出成環的端口的連接光纖或網線，也(yě)可以緊急破環。該方法可以使用(yòng)Shutdown端口代替，在設備無法遠程登錄時(shí)可以使用(yòng)。

      通過Ping等操作(zuò)測證網絡通信質量，并觀察現(xiàn)網業務是否已經恢複。環路拓撲存在冗餘鏈路和(hé)配置，因此環路破除後業務一般會(huì)自(zì)行恢複。

網絡加固和(hé)優化

      如果當前的環路問題是由于物理(lǐ)環路引入，按照網絡規劃合理(lǐ)部署破環協議(yì)。以太網交換機常見的破環協議(yì)爲STP/RSTP/MSTP/VBST、RRPP、SEP、ERPS等。

      爲了(le)避免再次成環，成環後再次引入數據風(fēng)暴，建議(yì)在環上(shàng)設備端口下(xià)，部署廣播抑制，按照經驗，部署5%的廣播抑制可以很(hěn)好(hǎo)的防止廣播風(fēng)暴，具體抑制的比例值可以按照現(xiàn)網并發廣播流量來(lái)評估确認。

      複雜(zá)組網可以通過分層控制，建議(yì)合理(lǐ)規劃設計(jì)接入層、彙聚層，通過堆疊、集群等橫向虛拟化技術簡化網絡架構。單層組網内設備數量較多時(shí)，建議(yì)按照邏輯組織和(hé)地理(lǐ)分布，劃分不同的域。