迪普交换机清空配置_交换机环路详解
“ The more you know the more you know you don't know”
背景
近期在交换机配置中发生了一次接线错误导致交换机环路,从而引发广播风暴的一个例子。所以特意花时间了解一下交换机产生广播风暴的原理,并整理了此篇文章,一来可以梳理自己的知识,二来也希望能通过此文章帮助到你。
01
—
交换机正常转发请求过程
在搞清楚广播风暴之前,需要先梳理一下在二层网络世界中,数据包是如何被转发的。
正常情况下的网络接线图
访问流程图
访问流程详解
- Core Switch收到数据包后,首先查询目的IP是否在arp表中缓存
- 若被缓存,则直接将请求转发到对应端口
- 若未被缓存,则发起arp广播,问询全部端口
- 若服务器收到该请求,则查询是否为本地IP,若是则响应,若不是则直接丢弃该报文
- 若是其他交换机(My Switch)收到请求后,先查询是否有arp缓存,若没有,则进行泛洪(将请求转发给除接收口外的其他全部端口)
- My Switch连接的服务器收到请求后,同第四步
- 交换机收到请求后,将信息缓存后回应该请求
细节
核心交换机收到的响应请求端口为端口40(核心与接入互连在核心端的端口),mac地址为Server的网卡Mac地址
接入交换机收到的响应请求端口为端口13(接入与server互连,接入的端口),mac地址为Server的网卡Mac地址
02
—
交换机发生环路时细节
异常接线图
访问流程图
发生环路的细节
当核心和接入两个交换机通过两根线相连时,核心交换机发起arp广播时,先由CW1发送给接入的SW1端口,接入交换机收到请求后,又通过SW2端口泛洪回了核心交换机。于是发生了死循环,导致广播风暴。
03
—
QA
问题1:交换机泛洪指的是什么?
二层交换机收到广播包后,将该请求转发至除接收口外的其他全部端口,在本例中,接入交换机是不会通过SW1端口将广播请求转发给核心交换机
问题2:如何发现交换机环路?
- 网络延迟增大。交换机负载增高
- 若两交换机之间有两根线互连,则通过交换机端口信息可发现两个端口流量正好相同
- 通过抓包可发现大量的广播包
问题3:如何避免交换机环路?
- 划分vlan(将两个互连端口分到不同的vlan下)
- 交换机端口聚合(将两个端口认为是一个端口)
问题4:为什么一个广播请求导致的交换机环路就能使得网络瘫痪?
因为虽然单个请求量小,但是在交换机高速运转下,也会占用非常多的局域网资源。交换机负载被迅速吃光
问题5:arp表的过期时间默认是多少?
交换机arp表过期时间正确的应答默认20分钟过期,非正常的应答默认3分钟过期(例如无人应答的情况)
问题6:如果一直有正常请求,是否还会更新ARP表?
不会,除非缓存过期,更新ARP表有以下几种情况
- 主动发起arp广播,收到对应主机应答时(清空arp缓存、缓存到期等情况)
- 收到其他人的广播请求,将源IP源Mac信息更新到本地arp表
问题7:如果mac地址发送改变,交换机如何得知?
mac地址发送改变时,需要重启网卡并通过免费arp广播的方式通知局域网内所有主机更新arp缓存,此时交换机也会更新自己的arp缓存,若该广播交换机未收到,并且该网卡从未向外界发送过数据包,则交换机会一直将数据转发到错误的端口上,导致有损
总结
导致交换机环路的原因很简单,无非就是两个交换机通过两根网线连接后导致的循环转发,但如果想要知道事情是如何发生的,则需要深入了解网络原理,以及数据转发时的细节,正是这些原理和细节的理解,才能在下一次出现相同的问题时,快速定位到问题的root cause,并能举一反三。
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