政企客户MSTP传输网网络环路解决方案

政企客户MSTP传输网网络环路解决方案

作者：张肇宁

来源：《中国新通信》2015年第08期

【摘要】 随着企业冗余链路不断建设、终端设备不断增加，网络出现环路的机率明显增多。环路的产生具有隐蔽性，其现象具有相似性，影响极其严重，给网络运营人员带来了极大的困扰。本文首先对MSTP传输网络产生环路故障的原因进行了分析，然后根据传输设备的功能制定环路检测对策，并组织测试，最终实现佛山某银行客户MSTP组网快速发现、阻止网络环路，减少环路对客户整个网络的影响。

【关键词】 MSTP 网络环路 EPL EPLAN 环路检测 一、引言

MSTP（基于SDH的多业务传送平台）技术是从SDH技术发展而来的具有高可靠性、高安全、可管理的有线传输技术，在此基础上结合ATM、IP数据处理技术，使专线服务的种类更加丰富。经过十多年快速发展和完善，MSTP已成为目前银行骨干网络建设的主流技术。 佛山某银行租用了多家网络通信运营商的MSTP电路作为本地网点生产网业务和OA网业务的主备网络，并使用VRRP协议实现了业务自动切换。在一段频繁时间内，客户的网络多次出现不停来回切换影响业务又自动恢复的问题，MSTP网管也没有相关告警，之后证实是其中一家运营商出现网络环路情况。为避免出现同类问题，该银行客户提出需要各运营商提出有效的环路解决方案。

二、MSTP网络环路原因 2.1 MSTP业务功能配置

MSTP最重要的特性是以太网业务的处理。MSTP以太网功能可以分为透传、二层交换，业务类型分为四种：EPL以太网专线业务、EVPL以太网虚拟专线业务、EPLAN以太网专用局域网业务和EVPLAN以太网虚拟专用局域网业务。针对银行政企客户，电信运营商选用配置EPL和EPLAN两种业务。

EPL业务属于透传业务，对于客户端设备传来的以太网信号，直接将数据包封装到SDH的VC容器中。每个用户独占一个VCTRUNK带宽，业务延迟低，提供用户数据的安全性和私有性，能够实现基于端口透传的点对点业务和基于端口+VLAN透传的点对多点汇聚业务。

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EPLAN业务也称为网桥服务，属于二层交换，应JⅢIEEE 802.ld透明网桥的算法，根据数据包的MAC地址，实现以太网接口侧不同以太网端口与系统侧不同VC容器之间的包交换，也可以根据IEEE 802.lq的VLAN Tag对数据包交换，实现多点到多点的业务连接。 2.2 MSTP业务典型组网

对于EPL网络和EPLAN网络，MSTP组网的网络结构都是相同的。如图一所示，网元NE3是主点汇聚网元，网兀NE2、NE4是分点接入侧设备。NE2、NE4各有一个端口接入分点业务，经过交叉连接传送到NE3，通过VCTRUNK1和VCTRUNK2绑定汇聚到一个以太网端口出来。其中，网关的MAC地址是MACA，在客户SW3上。 2.3 EPL网络环路故障原因

（1）当EPL网络在A点发生环回：NE3-F3接收到客户交换机SW3传送过来的网关MAC地址MACA，NE3将含有源MAC为MACA的数据包直接封装到SDH VC容器中，向VCTRUNK1和VCTRUNK2方向进行传送，客户交换机SW2和SW3响应后，返回数据包给客户交换机SW3。由于NE2-F2端口被环回，客户交换机SW3传送过来的一个广播报文，首先NE3会正常向NE3-VCTRUNK1进行转发，这个广播包通过NE3-VCTRUNK1转发到NE2-VCTRUNK1，又通过NE2-F2的环回返回到NE3-F3，使客户交换机SW3重新接收到自己发出的广播报文，形成了环路。（2）相同原理，当SDH侧发生环回时客户交换机SW3也发生环路。

2.4 EPLAN网络环路故障原因

（1）当EPLAN网络在A点发生环回：由于EPLAN业务是基于二层交换，当NE2-F1端口被环回，首先NE3会学习到MACA对应NE3-F3，这个广播包通过NE3-VCTRUNK1转发到NE2-VCTRUNK1， 又通过NE2一F2的环回返回到NE3，NE3又会学习到MACA对应NE2-F2，导致了NE3中正常的网关对应关系被刷新，形成MACA-NE2-F2的对应关系。此时其他业务的上行报文就会被按照MACA-NE2-F2错误地转发到NE2-F2上，直到NE3-F2再次发送报文刷新这个对应关系后，业务才能恢复正常。而此时业务就会表现为时通时断，用户ping网关出现丢包问题。经过一段时间，整个EPLAN网络会瘫痪。

（2）相同原理，当SDH侧发生环回时也会发生网络环路。无论是EPL业务还是EPLAN业务，只要MSTP网络中出现环路，都会产生网络风暴，影响设备、网络的稳定；虽然银行客户建设了双线冗余电路，当网络存在环路点，也会使银行客户的主备网络不断地进行切换，影响业务正常使用。因此，快速发现MSTP网络中的环路问题并进行有效处理，减少对政企客户业务影响，是作为网络管理员的重要思考方向。 三、MSTP网络中的环路检测

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1、实现原理。环路检测功能是华为公司根据IEEE802.3ah协议特点自行开发的一个功能，其报文被构造为IEEE 802.3ah OAM协议报文。当设备以太网端口使能了环路检测功能后，就从该端口上以每秒一个报文的频率向外发送环路检测报文。一个端口收到了环路检测报文后，将该报文中携带的源MAC地址和自身MAC地址进行比较。如果两者相同，表明本端端口和对端端口都位于同一块以太网业务处理单板上。此时再进一步比较两端端口的ID，如果相同则显然为同一个端口，即为端口自环情况。如果不相同，表明是板内端口环回的情况。 2、功能作用。设备上的内部端口或物理端口使能了环路检测功能后，网络中一旦出现了环网就会被检测到并向系统上报“ETHOAM_SELF_LOOP”或者“ETHOAM_VCGSELF_LOOP”告警，从而快速定位环路点。如果使能了环路端口关断功能的话，协议在检测到了环路端口后还会将端口自动关闭。

3、部署位置。在需要开启环路检测功能的网元设备业务单板端口上进行配置。 四、环路检测应用

如图所示，NE1网元是银行中心节点汇聚网元，汇聚至网点的MSTP业务，一共开8个GE口，上行连接至客户核心交换机，与NE2、NE3组成自愈保护环；网元NE4、网元NE5、网元NE6是局内汇聚网元，通过光纤连接银行网点接入侧网元；网元NE7、NE8，NE9是银行网点接入侧设备，出百兆以太网电接口，接客户网络设备；MSTP网络内的传输网元都是华为传输设备。

4.1 测试时间和范围

经过和客户协商，在某天晚上，针对至某支行电路方向上部署环路检测和环路端口关断功能，通过客户交换机物理环路和MSTP网络交叉环回，验证环路检测功能效果。 4.2 测试结论

客户网络设备物理环回时，由于客户设备不支持IEEE802.3ah OAM协议报文，NEI无法上报环回告警.环路检测失效；同时客户核心设备收到大量广播报文。SDH环回时，NE1网元能上报环回告警，环路检测功能验证成功。开启“环路端口关断”功能后，能够自动关断该端口；客户交换机进行了自动业务倒换，其余电路没有影响。客户对本次测试很满意，计划对其余本地支行电路开启环路检测功能；并要求其他运营商，尤其是出事运营商尽快跟进部署。 五、结束语

MSTP环路检测功能是厂家基于IEEE 802.3ah协议的开发的私有扩展功能，虽然无法在不同厂家设备之间实现环路检测，但在华为传输设备上开启MSTP环路检测功能，能够快速发现

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MSTP网络上存在环路情况，加上应用自动关断功能，能够将影响范围尽量缩小，不至于整个网络都受影响。