对于许多协议,故障意味着丢失协议提供的功能。 例如,如果路由器上的 OSPF 发生故障,则通过该路由器到达的网络的连接可能会丢失。 这通常不会影响 OSPF 网络的其余部分。 如果路由器的连接仍然可用,可以进行故障排除来诊断和解决问题。

对于 STP,有两种类型的故障。 第一类故障类似于 OSPF 故障:STP 可能错误地阻塞本应变为转发状态的端口。 通常通过此交换机传输的流量可能会丢失连接,但是网络的其余部分不会受到影响。 第二类故障更具破坏性,如图 1 所示。 当 STP 错误地将一个或多个端口变为转发状态时,会发生第二类故障。

切记,以太网帧报头不包含 TTL 字段,也就是说,进入桥接环路的所有帧继续从交换机无限期转发。 唯一例外的是目的地址记录在交换机 MAC 地址表中的帧。 这些帧只转发到与 MAC 地址关联的端口,而不会进入环路。 但是,交换机泛洪的帧会进入环路(图 2)。 这可能包括带全局未知目的 MAC 地址的广播、组播和单播。

STP 故障的后果和相应的症状有哪些(图 3)?

当越来越多的帧进入环路时,交换 LAN 中所有链路上的负载会开始快速增加。 此问题不只限于形成环路的链路,而且还会影响交换域中的所有其他链路,因为这些帧会在所有链路上泛洪。 当生成树故障限于单一 VLAN 时,只有该 VLAN 上的链路会受到影响。 不携带该 VLAN 的交换机和 TRUNK 可以正常运行。

如果生成树故障造成桥接环路,流量将呈指数级增长。 交换机随后将在多个端口泛洪广播。 交换机每次转发帧时都会产生副本。

当控制平面流量开始进入环路时(例如 OSPF Hello 或 EIGRP Hello 数据包),运行这些协议的设备很快就会过载。 在尝试处理负载持续增长的控制平面流量时,其 CPU 的利用率将接近 100%。 在许多情况下,发生此类广播风暴的最早指示是路由器或第 3 层交换机报告控制平面故障,并且运行时的 CPU 负载较高。

交换机经常会遇到 MAC 地址表更改的情况。 如果存在环路,交换机可能出现以下情况:具有特定源 MAC 地址的帧进入一个端口,转眼之间具有相同源 MAC 地址的另一个帧进入不同端口。 这将导致交换机将相同的 MAC 地址在 MAC 地址表中更新两次。

由于所有链路上的负载极高,交换机 CPU 也以最大负载运行,使得这些设备通常无法连接。 出现此类问题时,您便很难诊断问题。