交换机环路解决方案分析
交换机环路检测与防护实验报告
交换机环路检测与防护实验报告1. 实验目的本实验旨在研究交换机环路检测与防护的原理、方法和实施，并对其性能进行评估与测试。
2. 实验背景在计算机网络中，交换机被广泛应用于数据包的转发与交换。
然而，当交换机在局域网中出现环路时，会导致数据包在环路上进行无限循环，造成网络拥塞和性能下降。
因此，交换机环路的检测与防护是网络运维的关键问题之一。
3. 实验设计3.1 实验设备本实验采用以下设备：- 两台涵盖交换机环路检测与防护功能的交换机- 一台主机用于向交换机发送数据包- 网线与其他相应连接线3.2 实验步骤1) 将两台交换机与主机通过网线连接，构建一个简单的网络拓扑。
2) 配置交换机的基本参数，确保两台交换机正常工作。
3) 在其中一台交换机上创建一个环路。
4) 启动数据包发送程序，并观察网络是否出现异常。
5) 使用交换机环路检测与防护功能，检测并修复网络环路。
4. 实验结果在正常网络情况下，数据包应能够顺利地从一个交换机传递到另一个交换机，最终到达目标主机。
然而，在创建了网络环路的情况下，数据包会在环路中无限循环，导致网络拥塞和性能下降。
通过启动交换机环路检测与防护功能，实验结果显示该功能能够及时检测到网络环路并采取相应的措施进行防护。
具体表现为交换机自动关闭环路中某个端口，有效避免了数据包在环路中的无限循环。
5. 实验总结5.1 实验经验在进行交换机环路检测与防护实验时，需要注意以下几点：- 确保实验设备正常配置，避免操作失误导致网络中断。
- 对交换机的环路检测与防护功能进行详细了解，并正确配置。
- 实验前进行网络拓扑规划，确保实验过程的可控性和可重复性。
5.2 实验改进为进一步提升交换机环路检测与防护的性能和稳定性，可以开展以下改进：- 探索更先进的交换机环路检测与防护算法，提高检测和修复环路的效率。
- 加强对交换机硬件的技术升级，提供更好的防护性能和更快的响应速度。
6. 实验展望随着计算机网络的不断发展和应用场景的增多，交换机环路检测与防护的重要性将进一步凸显。
如何使用STP解决交换机环路问题
如何使用STP解决交换机环路问题
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多台交换机使用有时候会出现环路问题，怎么解决呢?下面由店铺为你整理了如何使用STP解决交换机环路问题的相关方法，希望对你有帮助!
STP解决交换机环路方法步骤如下
一、硬件设备图片
1服务器。
2三层交换机。
3二层交换机。
4终端。
二、使用STP解决环路问题
1这里介绍了关于STP的一些命令。
提示：如果网络拓扑结构复杂，可能会让使用者无法忍受!
建议使用：RSTP。
Forward Delay的配置：stp timer forward-delay centiseconds.
2应用技术说明：
1、根据链路的传输流量的需求选择互联技术。
2、链路聚合要求所有的接口速度、双工模式和所属VLAN都是一致的。
3、根据应用目标，在机架和接入层和核心层保持一定的冗余。
4、链路聚合可以在现有的设备基础上提升使用效率。
环网交换机组网方案
环网交换机组网方案在当今信息化发展的浪潮下，网络已经成为人们工作和生活中不可或缺的一部分。
而作为网络基础设施的交换机在其中扮演着至关重要的角色。
环网交换机作为一种特殊的交换机解决方案，具有独特的优势和适用场景。
本文将针对环网交换机的组网方案进行详细论述。
一、环网交换机简介环网交换机是一种特殊类型的交换机，它的主要特点是可以将多个交换机通过环形拓扑结构互相连接，形成一个闭合的环路。
与传统的交换机相比，环网交换机可以更好地优化网络性能，提高网络的可靠性和可扩展性。
二、环网交换机组网方案1. 环网交换机的拓扑结构在组建环网交换机时，我们需要选择适当的拓扑结构。
常见的拓扑结构包括环形结构、冗余结构和混合结构。
环形结构是最基本的环网交换机拓扑结构，它具有简单、经济的特点，适用于小型网络。
而冗余结构则是为了提高网络的可靠性而设计，通过增加备用路径和冗余链路来实现网络故障的快速恢复。
混合结构则是将环形结构和冗余结构相结合，以满足不同网络规模和可靠性要求。
2. 环网交换机的配置在环网交换机组网时，我们需要对环网交换机进行相应的配置。
首先，我们需要设置交换机的管理IP地址，以便进行管理和监控。
其次，对于每个交换机的端口，我们需要进行VLAN的划分和配置，以实现虚拟局域网的隔离和管理。
此外，还可以对环网交换机进行QoS （Quality of Service）配置，以优化网络性能，保障重要业务的传输质量。
3. 环网交换机的链路保护为了提高环网交换机网络的可靠性，我们需要设置链路保护机制。
环网交换机通常支持的链路保护方式包括STP（Spanning Tree Protocol）、RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）和MSTP（Multiple Spanning Tree Protocol）等。
通过设置链路保护，可以在链路故障发生时自动切换到备用链路，以实现网络的快速恢复。
4. 环网交换机的管理和监控对于环网交换机网络的管理和监控，可以借助SNMP（Simple Network Management Protocol）等协议进行实现。
如何使用STP解决交换机环路问题
如何使用STP解决交换机环路问题
一、硬件设备图片
1服务器。
2三层交换机。
3二层交换机。
4终端。
二、使用STP解决环路问题
1这里介绍了关于STP的一些命令。
提示：如果网络拓扑结构复杂，可能会让使用者无法忍受!
建议使用：RSTP。
ForwardDelay的配置：stptimerforward-delaycentiseconds.
2应用技术说明：
1、根据链路的传输流量的需求选择互联技术。
2、链路聚合要求所有的接口速度、双工模式和所属VLAN都是一致的。
3、根据应用目标，在机架和接入层和核心层保持一定的冗余。
4、链路聚合可以在现有的设备基础上提升使用效率。
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Segment 1
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STP
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交换机-路由器 网络环路
问题1：交换机1能用、路由器2不能用（原因及使用后果。
如何操作路由器才能使用以及原因）；原因：校园网安装了独立的DHCP3服务器，而路由器默认开启了DHCP功能，会和校园网的DHCP服务器造成冲突，使得大量用户自动获得的IP地址不正确，导致大量用户不能正常上网，而且学校已针对每个IP地址限制了上网速率，若使用路由器则影响接入该设备用户的网速。
所以在校内网中不能使用路由器，要使用交换机。
后果：大量用户不能上网，严重影响网络传输速率。
解决方法：关闭路由器的dhcp，关闭路由器的路由功能，不要使用wan口4，只使用lan口5上联学校网络，把路由器当做交换设备。
关闭方法：1、以TP LINK路由器为例。
用网线把路由器和电脑连接起来，电脑接在路由器的LAN口。
获取到IP地址以后，在IE中写入http://192.168.1.1 （192.168.1.1为大多数路由器管理ip，若不同请查阅说明书）就会出现登陆界面。
2、输入其访问帐号和访问密码进入路由器的访问界面。
（帐号和访问密码查看说明书，默认为admin）进入管理界面以后，选择DHCP服务，将DHCP服务关闭，选择“不启用”。
3、最后保存并软重起路由器。
重起之后将校园网主线接入LAN口（不使用WAN口）。
电脑也接在LAN口。
重新获取IP地址。
问题2：环路问题：种类，表现，解决。
种类：分为第二层环路和第三层环路,所有环路的形成都是由于目的路径不明确导致混乱而造成的。
第二层:环路通常都是冗余链路造成的，没有冗余链路就不存在环路。
例如一个广播信息经过两个交换机的时候会不断恶性循环的产生广播,造成环路。
第三层:通常指的是路由环路，是由于启用路由协议不当造成的，即使没有冗余链路，也有可能造成环路。
例如正常192.168.0.0/24网络被路由1通告到路由2,当网络出问题不能达到的时候,路由1把192.168.0.0/24路由信息删除,但是路由2通告给了路由1,让路由1误以为路由2的那边能达到192.168.0.0/24网络,结果造成恶性循环(例子建立在RIP6,IGRP7等路由协议下,只有这两个协议会造成第三层环路)表现：二层环路:二层环路将导致二层多播或者广播的数据包的风暴，并不在乎多播或者广播的数据包的数量多少，只要存在二层环路，那么就可以形成对整个二层网络的阻塞。
交换机二层环路问题处理指南
目录1介绍 (3)2网络业务故障，如何确认存在环路？ (3)2.1第一步：是否可以通过端口流量发现数据风暴？ (4)2.2第二步：是否可以通过MAC-Flapping检测漂移？ (5)2.2.1框式交换机 (5)2.2.2盒式交换机 (7)2.3第三步，是否可以通过环路检测发现环路？ (8)2.3.1Loop Detection(框式) (9)2.3.2Loopback Detection(盒式) (10)3环路问题发生后，如何快速破环？ (11)3.1第一步：是否理解网络业务并明确拓扑？ (11)3.2第二步：是否需要用影响最小的方法破环？ (11)3.2.1方法一：端口退出成环VLAN破环 (11)3.2.2方法二：shutdown成环端口破环 (11)3.2.3方法三：通过拔出成环光纤破环 (11)3.3第三步：操作后确认业务是否恢复？ (12)4环路问题发生后，如何定位问题根因？ (12)4.1第一步：是否由于近期施工操作引入环路？ (12)4.2第二步：是否由于近期修改配置引入的环路？ (12)4.3第三步：是否典型的常见环路问题？ (13)4.3.1交换机自环出现环路 (13)4.3.2交换机下游设备自环出现环路 (13)4.3.3环形组网链路震荡导致环收敛震荡 (14)4.3.4环形组网寄存器下发失败无法破环 (14)4.3.5链路单通引入RRPP网络单向环 (15)4.3.6协议堵塞的端口L2PT（bpdu-tunnel）协议报文成环 (16)4.3.7下游设备报文转发异常导致疑似环路 (17)4.4第四步：收集信息返回研发分析 (17)5环路问题解决后，网络是否需要优化？ (19)5.1第一步：是否需要部署适当的破环协议？ (19)5.2第二步：是否需要提升链路质量和可靠性？ (19)5.3第三步：是否需要部署广播抑制提升网络健壮性？ (19)5.4第四步：是否需要部署QoS保证协议报文优先转发？ (19)6结束语 (19)1介绍以太网链路由于各种原因，导致数据或协议报文环形转发，导致网络形成数据风暴，最终影响正常业务。
环路总结
华为交换机单端口下HUB环路：1.未开启loop detect enable1>交换机下面连有HUB的HUB环回。
这种比较常见，不用网线的时候，顺手插回到自己的小HUB上，造成环回。
现象：整个网络不规律的出现大面积无法上网，其中一个端口输入特别多，由于广播包的存在，其他端口的输出特别多。
2>当下挂交换机性能一般的时候，出现三层交换机或者路由器，CPU利用率100%或者比平时高，如果二层交换机开dot1x认证等，CPU利用率也会冲到100%。
3>当流量小，切环回的时候，出现网络时断时续，MAC地址在各个端口漂移。
2.开启loop detect enable出现HUB环路时，会自动block该环路端口，不会影响交换机其他端口上的终端，影响范围仅在出现环路的端口下。
操作步骤：①检查mac地址漂移：dis mac-add flap查看交换机日志，观测是否出现MAC-Flapping②检查端口流量：dis interface Ethernet brief | in up一般情况下，查询只能看到网络的当前流量结果，此时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客户的网络流量监控图获取。
如果只有一台设备的一个端口出入方向流量较大，可能是单端口环回。
如果只有一台设备的两个端口流量较大，可能是本设备两个端口环回；如果某端口只有单方向流量，只有出或者只有入，需要重点排查，因为环路有可能在该端口的上下游设备。
③查看cpu占用率：disp cpu-usage④增加配置环路检测发现环路：全局模式下开启stp enable；端口模式下开启loopback-detcion enable华为交换机双端口环路：1.未开启stp enable会影响到上级交换机造成上层交换机网络瘫痪2.开启stp enable开启stp enable服务即可解决A中的环路思科交换机单端口下HUB环路：如上图所示，STP协议只能解决图A中的环路，如果交换机下联的傻瓜交换机出现环路，一样会影响到上级交换机造成上层交换机网络瘫痪，并且STP协议无法解决这种问题，此时必须使用其他解决方案来解决。
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环路技术汇总（1）
STP 慢环网协议 环网协议 快速环网协议 MSTP RSTP RRPP SEP Smart-Link Loopback detection 环路检测协议 Mac flapping detection
环 路 技 术
广播风暴抑制
strom control
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Page 12
备份环路失效场景
主备链路机制失效，导致备 份链路和主链路形成环路， 业务Vlan内形成广播风暴 该场景下产生的故障实际上 是和业务端口下打环的场景
是一样的，因此解决方案和
业务端口下打环的方式是一 致的
目录
环路问题概述
故障综述和故障机理
环路应用 常用的防环技术手段分析
环路故障场景分析
设备打环场景 环路备份失效场景 下挂环路场景
综合解决方案
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设备打环场景——场景描述
闲置端口打环：没有使用过
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交换机下挂驻地网环路场景——场景描述
交换机下挂环路，在同一个 vlan内的其他用户访问该网 络时，由于存在环路，流量 又被重新广播到核心设备， 并引起Mac漂移
驻地网出现环路后，如果该
vlan还有其他基站，则其他 的基站下业务也会受到影响
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环路问题故障机理
LAN定义了一个Ethernet广播域，
也就是Ethernet广播报文的作 用范围 当形成环路时，报文在环路上 不断复制，并将报文发送到LAN 内所有的设备，形成广播风暴 交换过程没有对报文转发跳数
的限制，因此最终会导致LAN内
所有的端口带宽被广播风暴占 满，引起网络拥塞
Mac漂移检测
Mac-Address flapping detection Storm control
广播风暴抑制
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环路技术汇总（4）
环网协议
环路检测协 议 广播风暴抑 制
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1、业务端口退出vlan 1 2、业务迁移走后把原有端口vlan 配置清除
1、管理vlan多个端口加入 2、多个端口上行的用户vlan没有 进行隔离（区县网）
1、核心交换机挂接接入交换机的 端口部署Mac漂移检测功能，检测 到漂移后动作为Quit vlan，配置 恢复时间为5分钟（默认10分钟） 2、区县网按照端口把不同的用户 vlan隔离
综合解决方案（1）
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综合解决方案（2）
核心交换机解决方案
业务端口退出vlan 1 汇聚交换机接入端口和OLT接入端口部署Mac漂移检测功能，惩罚动作为Quit vlan 专线用户接入端口和AC接入端口部署LBDT功能，惩罚动作为Quit vlan或者阻塞端口
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环路应用——链路级冗余备份
物理上构造双上行链路，形
成物理上的环路
通过环路协议对备份链路进
行阻塞
主链路故障后，备链路阻塞
点放开，形成业务的备份
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目录
环路问题概述
故障综述和故障机理
环路应用 常用的防环技术手段分析
环路故障场景分析
设备打环场景 环路备份失效场景 下挂环路场景
综合解决方案
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汇聚交换机 业务vlan/管理vlan
同一基站下其他接入点的用户 出现上网速度慢、频繁掉线等 故障
驻地网 业务vlan/管理vlan
驻地网内用户出现上网速度慢、 频繁掉线等故障
Where？ 业务vlan/管理vlan
Why？
大量广播流量占用了上行带宽， 驻地网形成广播风暴，引起内 引起网络拥塞 部的网络拥塞
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环路技术汇总（3）
名称 环路检测 缩写 LDT/LBDT 技术类别 环网检测协 议 环网检测协 议 广播风暴控 制 技术特点
1、不基于网络拓扑计算 2、基于探针报文进行检测 3、可以基于单端口实施 4、环路发现速度较慢 1、不基于网络拓扑计算 2、不基于探针报文进行检测 3、不适用于单端口下挂环路检测 4、环路发现速度较快 1、抑制环路造成的影响 2、不会主动发起破环，适于部署在 接入层
维度 Where？ What？ 闲置端口打环
Vlan 1 Vlan 1内形成广播风暴，广播到各 业务端口引起业务拥塞
业务端口打环
业务vlan（包含管理vlan） 业务vlan内形成广播风暴（主要是 管理vlan），影响业务vlan涉及端 口的业务
Why？
How？
1、所有端口默认加入vlan 1 2、业务端口没有配置退出vlan 1
汇聚交换机解决方案
业务端口退出vlan 1 用户接入端口（包括驻地网用户接入端口、OLT接入端口以及专线接入端口）部署 LBDT功能，惩罚动作为Quit vlan或者阻塞端口
驻地网用户划分不同vlan接入（主要针对区县网），如果vlan数量不足则在接入端部
署QinQ（目前暂时还没有这样的情况） 驻地网接入端口退出管理vlan
How？
1、下挂驻地网/OLT/WLAN的端 口开启loopback-detect功能 2、下挂驻地网的用户不再加 入管理vlan 3、驻地网用户接入使用不同 vlan接入（主要是区县网）
1、驻地网交换机部署广播风 暴抑制功能，建议抑制值为 5%-10%
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半环保护协议
RRPP
SEP
环网协议
环网协议
1、huawei和H3C私有协议 2、仅适用于环路场景 3、快速收敛
1、huawei私有协议 2、仅适பைடு நூலகம்于半环场景 3、快速收敛
灵活链路
Smart-link
环网协议
1、huawei私有协议 2、仅适用于环路场景 3、静态制定主备链路 4、快速收敛
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环路问题故障综述
Where：广播域内（LAN） What：形成环路后引起广播 风暴，导致链路拥塞引起故
What？
Where？
环路 故障
How？
障
Why：人为打环、用户侧成 环、链路备份故障
Why？
How？？？？
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交换机下挂环路场景——解决方案
维度 What？ 核心交换机
1、管理vlan：基站设备无法 正常访问，多个基站下用户访 问速度慢 2、业务vlan：同一基站接入 的所有用户访问速度慢，出现 频繁掉线等情况；上行链路带 宽被大量占用 1、由于所有的基站全部接入 管理vlan，当管理vlan内成环 时，大量广播流量广播到其他 接入点，引起其他用户拥塞 2、业务vlan内成环时，下行 链路带宽大量占用，出现拥塞 1、核心交换机挂接汇聚交换 机的端口部署Mac漂移检测功 能，检测到漂移后动作为Quit vlan，配置恢复时间为5分钟 （默认10分钟）
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环路技术汇总（2）
名称 （快速/多实例）生 成树协议 缩写 STP/RSTP/MSTP 技术类别 环网协议 技术特点
1、最通用的环网协议 2、普遍适用于所有的二层网络 3、收敛速度较慢
快速环网保护协议
• 用于链路备份和防止异常环路 • 基于链路拓扑的计算 • 基于实例的保护 • 主动环路发现并破环
• 用于发现和防止异常环路 • 基于端口 + vlan的环路发现和破除 • 主动环路发现和破环
• 不进行环路发现和破除 • 对广播风暴进行控制，减小异常环路影响
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接入层解决方案
接入层部署广播风暴抑制，推荐值为端口5%-10%
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