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相信大家都听过网络环路这个词吧，网络环路会对企业网络存在很大的威胁，它会造成网络里的广播风暴，耗尽交换资源，造成交换机瘫痪，最终导致的就是直接的经济损失。今天我们就来聊聊，环路的产生、排查、解决以及如何防范。
一、什么是环路
以太网交换网络中为了提高网络可靠性，通常会采用冗余设备和冗余链路，然而现网中由于组网调整、配置修改、升级割接等原因，经常会造成数据或协议报文环形转发，不可避免的形成环路。如图所示，三台设备两两相连就会形成环路。当设备未部署环路保护协议或者组网配置发生变更时，环形组网中就可能会产生广播风暴。
二、环路的危害
二层环路最大的危害就是会产生广播风暴，以太网是一个支持广播的网络，在没有环路的环境中，广播包在网络中以泛洪的形式被送达到网络的每一个角落，以保证每个设备都能够接受到它。在带宽允许的情况下，每个网桥在接收到广播报文以后，都会向除接收端口以外的其他所有接口转发这个广播包，一旦网络中有环路，这种简单的广播机制就会引发灾难性后果。
环路中一个广播报文被反复转发了千万次，产生了广播风暴并且很快达到或接近端口线速，并迅速消耗链路带宽。根据转发规则，这些广播报文不仅仅只是在环路上无限转发，环路设备还会向其他端口转发一份，这样整个网络中都充斥着大量重复广播报文。
二层网络设备处于同一个广播域下，广播报文在环路中会反复持续传送，无限循环，形成广播风暴，引发MAC地址表不稳定等现象描述，进而影响正常业务，导致用户通信质量较差，甚至通信中断。
三、如何判断环路故障
所有这些诱发故障的内在因素绝大多数都有其“外在异常表现”，具体会反映在特定网元的告警、日志、流量统计、端口状态等信息中。因此故障快速定位的关键在于，如何有效而快速的通过事发时间、影响范围、所做操作及故障网络范围的网元基本信息的查看，快速发现这些“外在异常表现”所在的点，进而锁定故障网元节点，找出原因分析。
四、环路故障诊断步骤
判断网络中是否存在二层环路，一般可以使用查看接口带宽流量、查看MAC漂移告警、部署环路检测、查看CPU占用率四种方法进行确认。这四种方法没有严格的操作顺序，为更加准确判断故障属性，可以使用其中的一种或多种方法来进行问题定位。
五、如何快速破环
以太网环路会在短时间内形成数据风暴，当端口的流量达到带宽的最大负荷，会形成链路拥塞，影响网络业务。因此，在确认现网存在数据环路后，需要第一时间按照如下步骤处理，尽快恢复数据业务。
梳理网络拓扑并识别环路
环形网络拓扑一般较为复杂，可以寻求到网络拓扑结构全图，具体到网络的VLAN规划信息，每台设备名称、系统MAC、管理IP，本端端口名称、对端端口名称。
完整的拓扑信息是解决环路问题的首要条件，如果没有拓扑图，需要从发现环路的设备，通过逐跳登录，记录设备信息、端口信息和VLAN信息，手动绘制完整的拓扑。
紧急破环
紧急破环又称手动破环，当网络风暴严重影响正常的业务时，需要使用此方法尽快恢复业务。
端口退出已成环的VLAN
在已经成环的网络上，将其中一个端口退出成环VLAN，属于影响面最小的破环方法。
shutdown已经成环的端口
shutdown已经成环的物理端口，也可以达到破环的效果。需要注意的是执行此动作之前，您需要确保在接口视图下执行命令shutdown关闭接口后，不会影响正常的数据业务。
拔出成环接口破环
通过拔出成环的端口的连接光纤或网线，也可以紧急破环。该方法可以使用Shutdown端口代替，在设备无法远程登录时可以使用。
确认业务已经恢复
通过Ping等操作测证网络通信质量，并观察现网业务是否已经恢复。环路拓扑存在冗余链路和配置，因此环路破除后业务一般会自行恢复。
六、网络加固和优化
部署适当的破坏协议
如果当前的环路问题是由于物理环路引入，按照网络规划合理部署破环协议。以太网交换机常见的破环协议为STP/RSTP/MSTP/VBST、RRPP、SEP、ERPS等。
部署广播抑制提升网络健壮性
为了避免再次成环，成环后再次引入数据风暴，建议在环上设备端口下，部署广播抑制，按照经验，部署5%的广播抑制可以很好的防止广播风暴，具体抑制的比例值可以按照现网并发广播流量来评估确认。
优化网络设计，提升网络
复杂组网可以通过分层控制，建议合理规划设计接入层、汇聚层，通过堆叠、集群等横向虚拟化技术简化网络架构。单层组网内设备数量较多时，建议按照逻辑组织和地理分布，划分不同的域。