环路检测学习精解.ppt

1、傲天动联技术有限公司,环路检测学习理解,2020/8/1,Autelan Confidential,内容分类,Autelan Confidential,环路监测简述,Autelan Confidential,环路的产生原因,环路的产生 网络连接或配置的错误容易导致二层网络中出现转发环路，使设备对广播、组播以及未知单播等报文进行重复发送，造成网络资源的浪费甚至导致网络瘫痪。 下图是2种常见的环路模式,Autelan Confidential,消除环路的方法,消除环路的方法 环路检测：为了能够及时发现二层网络中的环路，以避免对整个网络造成严重影响，需要提供一种监测机制，使网络中出现环路时能及时通知

2、用户检查网络连接和配置情况，并能够自动关闭出问题的端口以消除环路，这种机制就是环路监测机制。 当网络中出现环路时，环路监测机制通过打印日志信息（log）和发送告警信息（trap）以通知用户，同时还可根据用户事先的配置来选择是否关闭出现环路的端口。,Autelan Confidential,环路检测的好处,环路检测的好处 当设备通过环路检测发现了网络存在环回情况时，可以通过发送告警信息到网管系统，使网络管理人员能够及时发现网络中存在的问题，从而及时定位和解决。避免长时间的用户断网现象。 因为环路检测可以动态的发现链路上是否存在环回已经链路上的环回是否消失，因此，对于支持端口受控（比如端口隔离，端

3、口mac地址学习受控）的设备，可以实现自动维护。这样不仅减轻网管人员的工作负担，同时反应更加及时，能迅速将环回对网络的影响减小至最小。比如：当设备检测到某端口存在环回，则将该端口和Vlan内的其它端口隔离，同时删除该端口的mac地址，并禁止该端口的mac地址学习功能，那么，仅仅存在环回的端口下的用户不能正常上网，而该Vlan内的其它用户互通就丝毫不会受到影响了。同时，在后续的检测中，一旦设备检测到该端口下面的环回已经消失，则取消掉对于端口的控制，使端口下的用户恢复正常的上网功能。,Autelan Confidential,环路检测简述,Autelan Confidential,环路检测原理,环

4、路检测原理：通过在设备的端口上发送一种特殊的报文，并检测该报文是否能够从发送出去的端口送回来，来确定这个端口上是否存在环回情况。 因为网络是一个随时都有可能存在变动的对象，因此环路检测是一个持续的过程，也就是说，在设备上需要每隔一定时间间隔进行一次检测，来确定各个端口上是否存在环回，以及上次发现存在环回的端口上环回是否已经消失等情况。,Autelan Confidential,环路检测原理细节,1、 环路检测是通过CPU收发报文来进行了，因此，CPU对于收到的报文，必须能够识别出是否本设备发送出去的检测报文，是本设备的哪个端口发送出去的检测报文。 2、 当链路上某端口下存在环回情况时，从该端口

5、发送出去的检测报文必须能够从该端口送回到本设备的CPU。 3、当CPU从某端口发出的检测报文不能送回到本设备的该端口，则可以确认该端口下环回不存在。,Autelan Confidential,环路检测原理细节,基于上述三点，在构造环路检测报文时，需要具备下列内容和条件： 1、报文中含有分配给本设备的mac地址mac地址的唯一性标识是本设备发出的报文。 2、报文中含有发送环路检测报文的端口号和接收到环路检测报文的端口号比较，看是否一致。 3、报文的目的mac为任何情况下都会在本Vlan里广播的的mac地址保证出现环回情况报文能够回送到设备，一般情况下为广播mac地址。 4、报文能够送到CPU去C

6、PU才能进行判断。 5、当一个端口可以通过多个Vlan时，环路检测可以基于端口Vlan来进行，从而检测出端口上不同的Vlan中存在的环路情况。,Autelan Confidential,环路检测的报文,Autelan Confidential,环路监测报文,设备通过发送环路监测报文、并监测其是否返回本设备（不要求收、发端口为同一端口）以确认是否存在环路，若某端口收到了由本设备发出的环路监测报文，就认定该端口存在环路。,Autelan Confidential,环路监测报文格式,如图所示，是环路监测报文的以太网头格式定义，字段如下： DMAC：报文目的MAC地址，使用组播MAC的地址010F-E

7、200- 0007。当设备使能了环路监测功能时，会将该目的地址的 报文上送CPU处理，并在收到该报文VLAN内将原始报文广 播一份。 SMAC： 报文的源MAC地址，采用发送该报文的设备的桥MAC。 TPID： VLAN标签的类型，取值为0 x8100。 TCI： VLAN标签的具体值，具体内容为优先级、VLAN ID等。 Type： 协议类型，取值为0 x8918。,环路监测报文以太网头格式,Autelan Confidential,环路监测报文格式,如上图所示，是环路监测报文的内部头格式定义，其中各字段的解释如下： Code：协议子类型，取值为0 x0001，表示环路监测协议。 Versi

8、on：版本，取值为0 x0000，目前保留。 Length：报文长度（包括环路监测报文的头部，但不包括以太网头部）。 Reserved：保留字段。,环路监测报文内部头格式,Autelan Confidential,环路监测报文的内容以TLV（Type/Length/Value，类型/长度/值）格式进行组装，环路监测机制所支持的TLV类型以及携带要求如表 1所示。,环路监测报文格式,Autelan Confidential,环路监测时间间隔,Autelan Confidential,环路监测时间间隔,由于网络时刻处于变化中，因此环路监测是一个持续的过程，它以一定的时间间隔发送环路监测报文来以确定

9、各端口是否出现环路、以及存在环路的端口上的环路是否已消除等，这个时间间隔就称为环路监测的时间间隔。 一般情况下，时间间隔设置为100ms-1000ms之间。,Autelan Confidential,环路监测处理方法,Autelan Confidential,环路处理示意图,AP出现内部环路，环路检测将4端口block，留下3端口正常转发。 AP之间出现环路，处理方法是把其中的一个AP，当做环路通道来处理，类似于AP内的环路。,Autelan Confidential,环路监测的处理模式,环路监测的处理模式，就是系统监测到环路时的处理方式，分为以下两种： Disable模式：当监测到端口出现环

10、路时，除打印日志信息和发送告警信息外，不对该端口进行任何处理。 Enable模式：当监测到端口出现环路时，除打印日志信息并发送告警信息外，还会关闭该端口，使其不能收发报文（包括环路监测报文）。 除非进行手工开启，否则被环路监测的开关模式所关闭的端口将一直维持打开或关闭状态。,Autelan Confidential,环路监测的自动恢复,Autelan Confidential,环路监测的自动恢复,环路状态自动恢复的过程如下： 1，环路检测初始化模块完成初始化： 以太网交换芯片每个用户端口的环路检测收发信息表、环路状态标记、受控状态标记、环路检测定时器超时时间、环路检测执行的周期时间和以太网交换

11、芯片的报文重定向规则，同时创建并运行三个任务：环路检测报文发送任务、环路检测报文接收任务和环路检测报文定时器任务。,Autelan Confidential,环路监测的自动恢复,2，构造、收发、分析环路检测报文，判断是否存在环路： 环路检测报文发送模块根据环路检测执行的周期时间周期性的为每个用户端口构造环路检测报文，并从每个用户端口向以太网网络中发送该环路检测报文并记录发送信息到每个用户端口所对应的环路检测收发信息表中；同时环路检测定时器模块调用环路检测接收定时器模块开始计时，并且环路检测报文接收模块开始尝试从每个用户端口接收环路检测报文，如果超过环路检测定时器超时时间后依然未收到环路检测报文

12、，则认为该用户端口下不存在环路，如果在环路检测定时器超时时间内收到环路检测报文，且经过环路检测报文防伪造模块检验确认该环路检测报文真实有效，则认为该用户端口下存在环路，并记录接收信息到该用户端口所对应的环路检测收发信息表中。,Autelan Confidential,环路监测的自动恢复,3，标志位赋值： 当用户端口下存在环路时，报文重定向到并发出警告信息；当用户端口下不存在环路时，环路检测定时器模块置该用户端口的环路状态标记为无环路、置受控状态标记为不受控；当用户端口下存在环路时，依据以太网交换芯片的报文重定向规则，环路检测报文被重定向到，由环路检测报文接收模块处理；环路检测报文接收模块置该用户端口的环路状态标记为有环路、置受控状态标记为受控，受控状态是指被置为受控的用户端口除了环路检测报文的收发之外，丢弃掉其它报文；然后根据接收信息逆向查找到发送该环路检测报文的用户端口，对发送和接收的用户端口进行比较，判断是单端口环路故障还是多端口环路故障，同时报告告警信息。,Autelan Confidential,环路监测的自动恢复,4，环路故障恢复情况监测及处