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10-环路监测配置
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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。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。
有关日志信息和告警信息的详细介绍，请参见“网络管理和监控配置指导”中的“信息中心”。
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，就确认该端口存在环路。
环路监测是基于VLAN进行的，但不排除存在因QinQ或VLAN映射等特性的配置错误而产生环路的情况（尽管发出和收到的报文所携带的VLAN信息不同，但仍认为存在环路）。有关QinQ和VLAN映射的详细介绍，请分别参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“QinQ”和“VLAN映射”。
图1-1 环路监测报文以太网头格式
环路监测报文的以太网头格式如图1-1所示，其中各字段的解释如下：
· DMAC：报文的目的MAC地址，使用组播MAC地址010F-E200-0007。当设备使能了环路监测功能时，会将该目的地址的报文送给CPU处理，并将该报文在VLAN内广播。
· SMAC：报文的源MAC地址，采用发送该报文的设备的桥MAC。
· TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识）：VLAN标签的类型，取值为0x8100。
· TCI（Tag Control Information，标签控制信息）：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0x8918。
如图1-2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0x0001，表示环路监测协议。
· Version：版本，取值为0x0000，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1-1所示。
表1-1 TLV类型以及携带要求
|
TLV名称 |
说明 |
携带要求 |
|
End of PDU |
结束TLV，用来标志PDU结束 |
可选 |
|
Device ID |
设备标识TLV，表示发送设备的桥MAC地址 |
必选 |
|
Port ID |
端口标识TLV，用来标识PDU发送端的端口索引 |
可选 |
|
Port Name |
端口名称TLV，用来标识PDU发送端的端口名称 |
可选 |
|
System Name |
系统名称TLV，表示设备的名称 |
可选 |
|
Chassis ID |
框号TLV，表示发送端口所在的框号 |
可选 |
|
Slot ID |
槽位号TLV，表示发送端口所在的槽位号 |
可选 |
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确定各端口是否出现环路、端口上的环路是否已消除等，这个时间间隔称为环路监测的时间间隔。
环路监测的处理模式，即设备监测到环路后的处理方式，分为以下两种：
· None模式：当监测到端口出现环路时，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；若在之后的三倍环路监测时间间隔内，没有收到环路监测报文，则判定环路已消除，再次通过日志信息通知用户。
· Shutdown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）。被关闭的端口在经过一定时间间隔之后将被重新激活，这个时间间隔就是定时检测时间间隔。有关定时检测时间间隔的详细介绍，请参见“基础配置指导”中的“设备管理”。
环路状态自动恢复的过程如下：当设备监测到某端口出现环路后，在三倍环路监测时间间隔内该设备如果没有收到环路监测报文，就判定该端口上的环路已消除，并通知给用户。
· 环路状态自动恢复仅在None模式下有效。在Shutdown模式下，由于出现环路的端口将被强制关闭，因此环路会自动立即消失（被关闭的端口在经过定时检测时间间隔、被重新激活以后，如果还存在环路，将被继续强制关闭）。
· 当网络中存在环路时，为防止大量报文的冲击，设备会丢弃部分报文。而如果环路监测报文也被丢弃，设备在环路状态自动恢复功能的作用下会误判定环路已消除。在这种情况下，建议用户将环路监测的处理模式配置为Shutdown模式，或当设备提示出现环路时进行手工排查，将环路消除。
表1-2 环路监测配置任务简介
|
配置任务 |
说明 |
详细配置 |
|
使能环路监测功能 |
必选 |
|
|
配置环路监测处理模式 |
可选 |
|
|
配置环路监测时间间隔 |
可选 |
使能环路监测功能的操作既可在系统视图下进行，也可在VLAN视图下进行。当某VLAN内使能了环路监测功能之后，系统将对该VLAN内的所有端口进行环路监测。
在系统视图下，可以使能指定VLAN或所有VLAN内的环路监测功能。
表1-3 系统视图下使能环路监测功能
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
使能环路监测功能 |
loopback-detection enable vlan { vlan-list | all } |
必选 缺省情况下，环路监测功能处于关闭状态 |
在VLAN视图下，只能使能当前VLAN内的环路监测功能。
表1-4 VLAN视图下使能环路监测功能
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入VLAN视图 |
vlan vlan-id |
- |
|
使能环路监测功能 |
loopback-detection enable |
必选 缺省情况下，环路监测功能处于关闭状态 |
如果VLAN内已使能了环路监测功能，那么在属于该VLAN的端口上不建议再配置端口镜像功能，否则可能引起环路监测功能出错。有关端口镜像的详细介绍，请参见“网络管理和监控配置指导”中的“镜像”。
环路监测的处理模式可分为None和Shutdown两种，用户可根据实际需要选择适当的模式。
表1-5 配置环路监测处理模式
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
配置环路监测的处理模式 |
loopback-detection action { none | shutdown } |
必选 缺省情况下，环路监测的处理模式为None模式 |
当使能了环路监测功能后，设备会以一定的时间间隔发送环路监测报文。该间隔时间越短，环路监测的灵敏度就越高，但是占用的系统性能也越大。用户可以通过调整发送环路监测报文的时间间隔，以在系统性能和环路监测的灵敏度之间进行平衡。
表1-6 配置环路监测时间间隔
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
配置环路监测的时间间隔 |
loopback-detection interval-time interval |
必选 缺省情况下，环路监测的时间间隔为30秒 |
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后环路监测的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
表1-7 环路监测显示
|
操作 |
命令 |
|
display loopback-detection [ | { begin | exclude | include } regular-expression ] |
缺省情况下，以太网接口、VLAN接口及聚合接口处于DOWN状态。如果要对这些接口进行配置，请先使用undo shutdown命令使接口状态处于UP。
· 三台设备Device A、Device B和Device C组成一个环形网络。为了防止在该网络中产生环路，网络管理员通常会将Device B的端口GigabitEthernet4/0/1手工关闭。
· 通过在Device A上配置环路监测功能，使由于配置失误而导致环路产生时，系统能够自动关闭Device A上检测到环路的端口，并通过打印日志信息和发送告警信息以通知用户检查网络。
图1-3 环路监测典型组网图
(1) 配置Device A
# 创建VLAN 100，并使能该VLAN内的环路监测功能。
<DeviceA> system-view
[DeviceA] vlan 100
[DeviceA-vlan100] loopback-detection enable
[DeviceA–vlan100] quit
# 配置端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2为Trunk类型，并允许VLAN 100通过。
[DeviceA] interface GigabitEthernet 4/0/1
[DeviceA-GigabitEthernet4/0/1] port link-type trunk
[DeviceA-GigabitEthernet4/0/1] port trunk permit vlan 100
[DeviceA-GigabitEthernet4/0/1] quit
[DeviceA] interface GigabitEthernet 4/0/2
[DeviceA-GigabitEthernet4/0/2] port link-type trunk
[DeviceA-GigabitEthernet4/0/2] port trunk permit vlan 100
[DeviceA-GigabitEthernet4/0/2] quit
# 配置环路监测的处理模式为Shutdown模式。
[DeviceA] loopback-detection action shutdown
# 配置环路监测的时间间隔为35秒。
[DeviceA] loopback-detection interval-time 35
(2) 配置Device B
# 创建VLAN 100。
<DeviceB> system-view
[DeviceB] vlan 100
[DeviceB–vlan100] quit
# 配置端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2为Trunk类型，并允许VLAN 100通过。
[DeviceB] interface GigabitEthernet 4/0/1
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] port link-type trunk
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] port trunk permit vlan 100
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] quit
[DeviceB] interface GigabitEthernet 4/0/2
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/2] port link-type trunk
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/2] port trunk permit vlan 100
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/2] quit
# 关闭端口GigabitEthernet4/0/1以防止环路的产生。
[DeviceB] interface GigabitEthernet 4/0/1
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] shutdown
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] quit
(3) 配置Device C
# 创建VLAN 100。
<DeviceC> system-view
[DeviceC] vlan 100
[DeviceC–vlan100] quit
# 配置端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2为Trunk类型，并允许VLAN 100通过。
[DeviceB] interface GigabitEthernet 4/0/1
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] port link-type trunk
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] port trunk permit vlan 100
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/1] quit
[DeviceB] interface GigabitEthernet 4/0/2
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/2] port link-type trunk
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/2] port trunk permit vlan 100
[DeviceB-GigabitEthernet4/0/2] quit
(4) 检验配置效果
当配置完成后，使用display loopback-detection命令可以查看各设备上环路监测的运行情况：
# 显示Device A上环路监测的运行情况。
[DeviceA] display loopback-detection
Loopback-detection is running.
Detection interval is 30 second(s).
Action mode: Shutdown
Loopback-detection is enabled on the following VLAN(s):
100
No loopback is detected on any interface.
由此可见，Device A上正在运行环路监测功能，且尚未监测到有端口出现环路。
# 显示Device B上环路监测的运行情况。
[DeviceB] display loopback-detection
Loopback-detection is not running.
# 显示Device C上环路监测的运行情况。
[DeviceC] display loopback-detection
Loopback-detection is not running.
由此可见，Device B和Device C上都没有运行环路监测功能。
此后，Device B上原本被关闭的端口GigabitEthernet4/0/1被网络管理员错误地打开。在一个环路监测时间间隔内，系统在Device A的端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2上都监测到了环路，于是将这两个端口自动关闭，并打印了如下日志信息：
[DeviceA]
%Feb 24 15:04:29:663 2013 DeviceA LPDT/4/LOOPED:Slot=4;
Loopback exists on GigabitEthernet4/0/1 in VLAN 100.
%Feb 24 15:04:29:667 2013 DeviceA LPDT/4/LOOPED:Slot=1;
Loopback exists on GigabitEthernet4/0/2 in VLAN 100.
%Feb 24 15:04:44:243 2013 DeviceA LPDT/4/RECOVERED:Slot=4;
Loopback on GigabitEthernet4/0/1 recovered.
%Feb 24 15:04:44:248 2013 DeviceA LPDT/4/RECOVERED:Slot=1;
Loopback on GigabitEthernet4/0/2 recovered.
此时，再使用display loopback-detection命令查看Device A上环路监测的运行情况：
# 显示Device A上环路监测的运行情况。
[DeviceA] display loopback-detection
Loopback-detection is running.
Detection interval is 35 second(s).
Action mode: Shutdown
Loopback-detection is enabled on the following VLAN(s):
100
No loopback is detected on any interface.
由此可见，Device A上并未显示在端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2上监测到环路，这是由于环路监测功能运行在Shutdown模式下，端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2上出现环路后均已被自动关闭，因此这两个端口上的环路已消除。此时，使用display interface命令分别查看Device A上端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2的状态信息：
# 显示Device A上端口GigabitEthernet4/0/1的状态信息。
[DeviceA] display interface GigabitEthernet 4/0/1
GigabitEthernet4/0/1 current state: DOWN ( Loopback detection-protected )
...
# 显示Device A上端口GigabitEthernet4/0/2的状态信息。
[DeviceA] display interface GigabitEthernet 4/0/2
GigabitEthernet4/0/2 current state: DOWN ( Loopback detection-protected )
...
由此可见，端口GigabitEthernet4/0/1和GigabitEthernet4/0/2均已被环路监测模块自动关闭。
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