交換機(jī)中網(wǎng)絡(luò)環(huán)路常見問題詳解

1、交換機(jī)中網(wǎng)絡(luò)環(huán)路常見問題詳解交換機(jī)中網(wǎng)絡(luò)環(huán)路常見問題詳解以太網(wǎng)中的交換機(jī)之間存在不恰當(dāng)?shù)亩丝谙噙B會造成網(wǎng)絡(luò)環(huán)路，如果相關(guān)的交換機(jī)沒有打開STP功能，這種環(huán)路會引發(fā)數(shù)據(jù)包的無休止重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)，形成廣播風(fēng)暴，從而造成網(wǎng)絡(luò)故障。一天，我們在校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行性能監(jiān)控平臺上發(fā)現(xiàn)某棟摟的VLAN有問題——其接入交換機(jī)與校園網(wǎng)的連接中斷。檢查放置在網(wǎng)絡(luò)中心的匯聚交換機(jī)，測得與之相連的100BASE－FX端口有大量的入流量，而出流量卻非常少，顯得很不正常。

2、然而這臺匯聚交換機(jī)的性能似乎還行，感覺不到有什么問題。于是，我們在這臺匯聚交換機(jī)上鏡像這個異常端口，用協(xié)議分析工具Sniffer來抓包，最多時每秒鐘居然能抓到10萬多個。對這些數(shù)據(jù)包進(jìn)行簡單分析，我們發(fā)現(xiàn)其中一些共同特征。當(dāng)時，我們急于盡快搶修網(wǎng)絡(luò)，沒去深究這些數(shù)據(jù)包的特征，只看到第1點(diǎn)就以為網(wǎng)絡(luò)受到不明來歷的SynFlood攻擊，估計是由一種新網(wǎng)絡(luò)病毒引起，馬上把這臺匯聚交換機(jī)上該端口禁用掉，以免造成網(wǎng)絡(luò)性能的下降。故障排除為了能在現(xiàn)

3、場測試網(wǎng)絡(luò)的連通性，在網(wǎng)絡(luò)中心，我們把連接那棟大樓接入交換機(jī)的多模尾纖經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器用雙絞線連到一臺PC上，并將其模擬成那個問題VLAN的網(wǎng)關(guān)。然后，到現(xiàn)場找來大樓網(wǎng)管員，想讓他協(xié)助我們盡快把感染了未知病毒的主機(jī)查到并隔離。據(jù)大樓網(wǎng)管員反映，昨天網(wǎng)絡(luò)還算正常，不過，當(dāng)時本大樓某部門正在做網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，今天上班就發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不行了，不知跟他們有沒有關(guān)系。我們認(rèn)為調(diào)整網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該跟感染病毒關(guān)系不大。在大樓主配線間，我們把該接入交換機(jī)上的網(wǎng)線都拔掉，接上手

4、提電腦，能連通網(wǎng)絡(luò)中心的測試主機(jī)。我們確認(rèn)鏈路沒問題后，每次將剩余網(wǎng)線數(shù)量的一半插回該交換機(jī)，經(jīng)測試沒問題則如是繼續(xù)下去，否則換插另一半，逐漸縮小懷疑有問題網(wǎng)線的數(shù)量。我們最終找到一條會引起問題的網(wǎng)線，只要插上這根網(wǎng)線，該大樓網(wǎng)絡(luò)就會與模擬網(wǎng)關(guān)中斷連接。經(jīng)大樓網(wǎng)管員辨認(rèn)，這條網(wǎng)線是連接昨天在做網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的那個部門的。他還說以前該部們拉了一主一備兩條網(wǎng)線，應(yīng)該還有一條，并親自在那臺交換機(jī)上把另一條找了出來。隨意插上這兩條網(wǎng)線中的一條，網(wǎng)絡(luò)沒

5、問題，但只要同時插上，就有問題，哪有在一臺交換機(jī)上同時插上兩條網(wǎng)線才會激活網(wǎng)絡(luò)病毒的SYNFlood攻擊的？這時我們倒是覺得這種現(xiàn)象更像是網(wǎng)絡(luò)中有環(huán)路。我們到了那個部門發(fā)現(xiàn)有三臺非管理型交換機(jī)，都是串在一起的，然而其中兩臺又分別通過那兩條網(wǎng)線與接入交換機(jī)相連，從而導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。顯然是施工人員不涉及上聯(lián)端口了）接收到相同的幀，由于接收端口在改變，橋接表也在改變“源MAC－端口號”的列表內(nèi)容。前面已經(jīng)假定網(wǎng)橋的橋接表中沒有該幀的目的MAC

6、地址，網(wǎng)橋A在分別收到這兩個單播幀后，都只能再次向除了接收端口以外的其他端口廣播該幀，故該幀也會向上聯(lián)端口轉(zhuǎn)發(fā)。就每個單播幀而言，網(wǎng)橋A重復(fù)前面提到的過程，理論上，廣播一次會收到21個幀，廣播兩次就會收到22個幀，…，廣播到第n次就會收到2n個幀。總之，網(wǎng)橋A照這樣轉(zhuǎn)發(fā)下去，很快就會形成廣播風(fēng)暴，這個單播幀的副本最終會消耗完100BASEX端口帶寬。盡管在這期間上聯(lián)端口會有許多數(shù)據(jù)幀在相互碰撞而變的不完整，令Sniffer捕獲不到，但可

7、以想象得到這個單播幀的重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)仍然會非常多。我們再次檢查那些抓回來的數(shù)據(jù)包，幾乎都發(fā)現(xiàn)有當(dāng)時沒有注意到的重復(fù)標(biāo)志。按64字節(jié)包長來計算，以太網(wǎng)交換機(jī)的100BASEFX端口轉(zhuǎn)發(fā)線速可達(dá)144000pps。在這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)路狀態(tài)下，Sniffer完全有可能每秒抓到10萬多個包長為66字節(jié)的數(shù)據(jù)包?；谏鲜隼碛?，由于當(dāng)時那4臺交換機(jī)的橋接表中都沒有該包的目的MAC地址，處于上游網(wǎng)絡(luò)的這臺匯聚交換機(jī)向該大樓發(fā)送了一個TCP請求包后，就會不斷地

8、收到由該大樓接入交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)回來的該TCP包的副本，而且數(shù)量非常地多（形成大流量），然而，它并不會把接收到的這些包重發(fā)回去；Inter的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是基于請求應(yīng)答模式的，只有發(fā)送接收兩條信道都暢通，才能進(jìn)行端到端的通信。一旦本次網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中有一條信道被堵塞了，就會使得該應(yīng)用因無法進(jìn)行而結(jié)束。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)束后，一般來說，發(fā)起請求一方不會就本次應(yīng)用再次自動發(fā)出請求包。于是，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)路狀態(tài)中普遍會有一條信道有大流量，另一條信道幾乎沒有流量的現(xiàn)象。因?yàn)閂

9、LAN有隔離廣播域的功能，這些大流量不會穿越網(wǎng)絡(luò)層，所以不會對匯聚交換機(jī)造成很大壓力。事實(shí)上，由于這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)路是數(shù)據(jù)鏈路層上的故障，只涉及到源MAC地址和目的MAC地址，不管高層封裝的是什么類型的包都有可能引起廣播風(fēng)暴。也就是說，當(dāng)時用Sniffer抓到各種各樣的數(shù)據(jù)包都是有可能的。故障預(yù)防校園網(wǎng)的接入層是面向用戶的網(wǎng)絡(luò)界面，有許多不可控的成分，情況很復(fù)雜，應(yīng)由專人管理，也應(yīng)在設(shè)備上給予可靠性保證。本摟接入交換機(jī)是可管理型的，有STP功