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08-环路检测配置
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网络连接错误或配置错误都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，需要提供一种检测机制，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，这种机制就是环路检测机制。当网络中出现环路时，环路检测机制通过生成日志信息（请参见“网络管理和监控配置指导”中的“信息中心”）来通知用户，并可根据用户事先的配置来选择是否关闭出现环路的端口。
设备通过发送环路检测报文并检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检测报文，就认定该端口所在链路存在环路。
环路检测通常工作在特定的VLAN内，但也可能因QinQ或VLAN映射等特性的配置错误而导致VLAN间的环路（即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 环路检测报文以太网头的封装格式
如图1-1所示，为环路检测报文以太网头的封装格式，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。当设备开启了环路检测功能时，会将该目的地址的报文上送CPU处理，并在收到该报文的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0x8100。
· 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0x8918。
如图1-2所示，为环路检测报文的内部头的封装格式，其中各字段的解释如下：
· Code：协议子类型，取值为0x0001，表示环路检测协议。
· Version：版本，取值为0x0000，目前保留。
· Length：报文长度（包括环路检测报文的头部，但不包括以太网头部）。
· Reserved：保留字段。
环路检测报文的内容以TLV（Type/Length/Value，类型/长度/值）格式进行封装，环路检测支持的TLV类型如表1-1所示。
|
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 |
必须 |
|
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 |
|
Sub Slot ID |
子槽位号TLV，表示发送端口所在的子槽位号 |
可选 |
由于网络时刻处于变化中，因此环路检测是一个持续的过程，它以一定的时间间隔发送环路检测报文来确定各端口是否出现环路、以及存在环路的端口上是否已消除环路等，这个时间间隔就称为环路检测的时间间隔。
环路检测的处理模式是指当系统检测到端口出现环路时的处理方式，包括以下几种：
· Block模式：当系统检测到端口出现环路时，除了生成日志信息外，还会禁止端口学习MAC地址并将端口阻塞。
· No-learning模式：当系统检测到端口出现环路时，除了生成日志信息外，还会禁止端口学习MAC地址。
· Shutdown模式：当系统检测到端口出现环路时，除了生成日志信息外，还会自动关闭该端口，使其不能收发任何报文。被关闭的端口将在shutdown-interval命令（请参考“基础配置命令参考”中的“设备管理”）所配置的时间之后自动恢复。
缺省情况下，系统不采用上述任何一种模式，当系统检测到端口出现环路时，除了生成日志信息外不对该端口进行任何处理。
在Block模式和No-learning模式下，当设备检测到某端口出现环路后，若在三倍的环路检测时间间隔内仍未收到环路检测报文，就认为该端口上的环路已消除，自动将该端口恢复为正常转发状态，并通知给用户。这个过程就是端口状态的自动恢复过程。
在Shutdown模式下，出现环路的端口先被自动关闭，然后在shutdown-interval命令所配置的时间之后自动恢复。如果此时环路尚未消除，该端口将被再次关闭，然后恢复……如此往复直至环路消除。
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。而如果环路检测报文也被丢弃，设备在端口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，建议将环路检测的处理模式配置为Shutdown模式，或当设备提示出现环路时通过手工排查来消除环路。
表1-2 环路检测配置任务简介
|
配置任务 |
说明 |
详细配置 |
|
开启环路检测功能 |
必选 |
|
|
配置环路检测处理模式 |
可选 |
|
|
配置环路检测时间间隔 |
可选 |
设备全局或者端口开启环路检测功能，当设备上任一端口收到设备发送的任一VLAN的环路检测报文时，会触发该端口的环路保护动作。
表1-3 全局开启环路检测功能
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
全局开启环路检测功能 |
loopback-detection global enable vlan { vlan-id-list | all } |
缺省情况下，环路检测功能处于全局关闭状态 |
表1-4 在端口上开启环路检测功能
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入二层以太网/二层聚合接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
在端口上开启环路检测功能 |
loopback-detection enable vlan { vlan-id-list | all } |
缺省情况下，端口上的环路检测功能处于关闭状态 |
用户可以在系统视图下全局配置环路检测的处理模式，也可以在接口视图下配置当前端口的环路检测处理模式。系统视图下的配置对所有端口都有效，接口视图下的配置则只对当前端口有效，且接口视图下的配置优先级较高。
表1-5 全局配置环路检测处理模式
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
全局配置环路检测的处理模式 |
loopback-detection global action shutdown |
缺省情况下，当系统检测到端口出现环路时不对该端口进行任何处理，仅生成日志信息 |
表1-6 在二层以太网接口上配置环路检测处理模式
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入二层以太网接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
在端口上配置环路检测的处理模式 |
loopback-detection action { block | no-learning | shutdown } |
缺省情况下，当系统检测到端口出现环路时不对该端口进行任何处理，仅生成日志信息 |
表1-7 在二层聚合接口上配置环路检测处理模式
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操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入二层聚合接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
在端口上配置环路检测的处理模式 |
loopback-detection action shutdown |
缺省情况下，当系统检测到端口出现环路时不对该端口进行任何处理，仅生成日志信息 |
当开启了环路检测功能后，系统开始以一定的时间间隔发送环路检测报文，该间隔越长耗费的系统性能越少，该间隔越短环路检测的灵敏度越高。用户可以通过本配置调整发送环路检测报文的时间间隔，以在系统性能和环路检测的灵敏度之间进行平衡。
表1-8 配置环路检测时间间隔
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
配置环路检测的时间间隔 |
loopback-detection interval-time interval |
缺省情况下，环路检测的时间间隔为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检测的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
表1-9 环路检测显示和维护
|
操作 |
命令 |
|
display loopback-detection |
· 三台设备Device A、Device B和Device C组成一个物理上的环形网络。
· 通过在Device A上配置环路检测功能，使系统能够自动关闭Device A上出现环路的端口，并通过打印日志信息来通知用户检查网络。
图1-3 环路检测典型组网图
(1) 配置Device A
# 创建VLAN 100，并全局开启该VLAN内的环路检测功能。
<DeviceA> system-view
[DeviceA] vlan 100
[DeviceA–vlan100] quit
[DeviceA] loopback-detection global enable vlan 100
# 配置端口GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2为Trunk类型，并允许VLAN 100通过。
[DeviceA] interface gigabitethernet 1/0/1
[DeviceA-GigabitEthernet1/0/1] port link-type trunk
[DeviceA-GigabitEthernet1/0/1] port trunk permit vlan 100
[DeviceA-GigabitEthernet1/0/1] quit
[DeviceA] interface gigabitethernet 1/0/2
[DeviceA-GigabitEthernet1/0/2] port link-type trunk
[DeviceA-GigabitEthernet1/0/2] port trunk permit vlan 100
[DeviceA-GigabitEthernet1/0/2] quit
# 全局配置环路检测的处理模式为Shutdown模式。
[DeviceA] loopback-detection global action shutdown
# 配置环路检测的时间间隔为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GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2为Trunk类型，并允许VLAN 100通过。
[DeviceB] interface gigabitethernet 1/0/1
[DeviceB-GigabitEthernet1/0/1] port link-type trunk
[DeviceB-GigabitEthernet1/0/1] port trunk permit vlan 100
[DeviceB-GigabitEthernet1/0/1] quit
[DeviceB] interface gigabitethernet 1/0/2
[DeviceB-GigabitEthernet1/0/2] port link-type trunk
[DeviceB-GigabitEthernet1/0/2] port trunk permit vlan 100
[DeviceB-GigabitEthernet1/0/2] quit
(3) 配置Device C
# 创建VLAN 100。
<DeviceC> system-view
[DeviceC] vlan 100
[DeviceC–vlan100] quit
# 配置端口GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2为Trunk类型，并允许VLAN 100通过。
[DeviceC] interface gigabitethernet 1/0/1
[DeviceC-GigabitEthernet1/0/1] port link-type trunk
[DeviceC-GigabitEthernet1/0/1] port trunk permit vlan 100
[DeviceC-GigabitEthernet1/0/1] quit
[DeviceC] interface gigabitethernet 1/0/2
[DeviceC-GigabitEthernet1/0/2] port link-type trunk
[DeviceC-GigabitEthernet1/0/2] port trunk permit vlan 100
[DeviceC-GigabitEthernet1/0/2] quit
当配置完成后，系统在一个环路检测时间间隔内在Device A的端口GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2上都检测到了环路，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/LPDT_LOOPED: Loopback exists on GigabitEthernet1/0/1.
%Feb 24 15:04:29:667 2013 DeviceA LPDT/4/LPDT_LOOPED: Loopback exists on GigabitEthernet1/0/2.
%Feb 24 15:04:44:243 2013 DeviceA LPDT/5/LPDT_RECOVERED: Loopback on GigabitEthernet1/0/1 recovered.
%Feb 24 15:04:44:248 2013 DeviceA LPDT/5/LPDT_RECOVERED: Loopback on GigabitEthernet1/0/2 recovered.
使用display loopback-detection命令可以查看Device A上环路检测的配置和运行情况：
# 显示Device A上环路检测的配置和运行情况。
[DeviceA] display loopback-detection
Loopback detection is enabled.
Loopback detection interval is 35 second(s).
No loopback is detected.
由此可见，Device A上并未显示在端口GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2上检测到环路，这是由于环路检测功能运行在Shutdown模式下，端口GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2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GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2的状态信息：
# 显示Device A上端口GigabitEthernet1/0/1的状态信息。
[DeviceA] display interface gigabitethernet 1/0/1
GigabitEthernet1/0/1 current state: DOWN (Loopback detection down)
...
# 显示Device A上端口GigabitEthernet1/0/2的状态信息。
[DeviceA] display interface gigabitethernet 1/0/2
GigabitEthernet1/0/2 current state: DOWN (Loopback detection down)
...
由此可见，端口GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2均已被环路检测模块自动关闭。
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