Problemen oplossen met MAC Flaps/Loop op Cisco Catalyst-Switches

Inleiding

In dit document wordt beschreven hoe u problemen kunt oplossen met de MAC Flaps/Loop op Cisco Catalyst-Switches.

Voorwaarden

Vereisten

Cisco beveelt aan dat u een grondige kennis hebt van basisschakelconcepten en een goed begrip van Spanning Tree Protocol (STP) en de functies ervan op Cisco Catalyst-Switches.

Gebruikte componenten

De informatie in dit document is gebaseerd op Cisco Catalyst-Switches met alle versies (dit document is niet beperkt tot specifieke software- of hardwareversies).

De informatie in dit document is gebaseerd op de apparaten in een specifieke laboratoriumomgeving. Alle apparaten die in dit document worden beschreven, hadden een opgeschoonde (standaard)configuratie. Als uw netwerk live is, moet u zorgen dat u de potentiële impact van elke opdracht begrijpt.

Achtergrondinformatie

Dit document dient als een handleiding voor een systematische aanpak van het oplossen van MAC-flappen of lusproblemen op de Cisco Catalyst-switches. MAC-flaps/lussen zijn verstoringen in een netwerk die worden veroorzaakt door inconsistenties in de MAC-adrestabellen van switches. Dit document bevat niet alleen stappen om deze problemen te identificeren en op te lossen, maar ook praktische voorbeelden voor een beter begrip.

Wat is een MAC flapping?

Een MAC-flap treedt op wanneer een switch een frame ontvangt met hetzelfde MAC-bronadres, maar van een andere interface dan die waarvan hij het aanvankelijk heeft geleerd. Dit zorgt ervoor dat de switch tussen poorten flapt en zijn MAC-adrestabel met de nieuwe interface bijwerkt. Deze situatie kan instabiliteit in het netwerk veroorzaken en leiden tot prestatieproblemen.

In een Cisco-switch wordt MAC-flappen meestal geregistreerd als een bericht dat hierop lijkt:

"%SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host xxxx.xxxx.xxxx in vlan x is flapping between port (1) and port (2)"

In dit voorbeeld werd de MAC-adres xxxx.xxxx.xxxx eerst geleerd op interface poort (1), dan gezien op interface poort (2), waardoor een MAC flap.

De meest voorkomende oorzaak van MAC-flappen is een Layer 2-lus in het netwerk, vaak als gevolg van een verkeerde configuratie van STP of problemen met redundante koppelingen. Andere oorzaken kunnen defecte hardware, softwarefouten of zelfs beveiligingsproblemen zoals MAC-spoofing zijn.

Het oplossen van MAC-flaps omvat vaak het identificeren en oplossen van lussen in het netwerk, het controleren van apparaatconfiguraties of het bijwerken van apparaatfirmware / -software.

Algemene richtlijnen voor troubleshooting

• Identificeer de MAC Flapping: Zoek naar logs in uw switch die aangeven dat MAC flapping. In een Cisco-switch ziet het logbericht er bijvoorbeeld als volgt uit:
  
  

   %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host [mac_address] in vlan [vlan_id] is flapping between port [port_id_1] and port [port_id_2]

• Noteer het MAC-adres en de interfaces: het logbericht geeft u het MAC-adres dat flappert en de interfaces waartussen het flappert. Let op deze als ze helpen bij uw onderzoek.
• Onderzoek de betrokken interfaces: Gebruik de CLI van de switch om de betrokken interfaces te onderzoeken. U kunt opdrachten zoals show interfaces of show mac address-table gebruiken om te zien welke apparaten zijn verbonden met de interfaces en waar het MAC-adres wordt geleerd.
• Trace the Flapping MAC Address: MAC leert via poorten X en Y. De ene poort leidt ons naar waar die MAC is aangesloten en de andere leidt ons naar de lus. Kies een poort en begin met werken met behulp van show mac address-table opdracht op elke Layer 2-switch in het pad.
• Controleer op fysieke lussen: Kijk naar uw netwerktopologie om te zien of er fysieke lussen zijn. Deze kunnen optreden als er meerdere paden bestaan tussen switches. Als er een lus wordt gevonden, moet u uw netwerk opnieuw configureren om de lus te verwijderen.
• Controleer STP: STP is ontworpen om lussen in uw netwerk te voorkomen door bepaalde paden te blokkeren. Als STP verkeerd is geconfigureerd, voorkomt het geen lussen zoals het moet zijn. Gebruik opdrachten zoals show spanning-tree om de STP-configuratie te controleren. Controleer ook of er TCN's (Topology Change Notifications) zijn met behulp van de show spanning-tree detail | include ieee|occur|from|is.
• Controleer op dubbele MAC-adressen: Als twee apparaten op uw netwerk hetzelfde MAC-adres hebben (meestal te zien in High Availability (HA)-setup en meerdere Network Interface Controller of Cards (NIC's)), kan dit MAC-flapperen veroorzaken. Gebruik de opdracht show mac address-table om dubbele MAC-adressen in uw netwerk te zoeken.
• Controleren op defecte hardware of kabels: defecte netwerkkabels of hardware kunnen ervoor zorgen dat frames naar de verkeerde interfaces worden verzonden, wat leidt tot MAC-flappen. Controleer de fysieke conditie van uw kabels en overweeg om hardware uit te wisselen om te zien of het probleem aanhoudt. Interface flappen kan ook leiden tot MAC flappen op switches.
• Controleer op softwarefouten: soms kan MAC-flappen worden veroorzaakt door bugs in de software van uw netwerkapparaten. Controleer de Bug search tool.

Hulpmiddel voor het zoeken naar bugs: https://bst.cloudapps.cisco.com/bugsearch

Hulp bij zoeken naar fouten: https://www.cisco.com/c/en/us/support/web/tools/bst/bsthelp/index.html#search

• Neem contact op met TAC-ondersteuning: als u alles hebt geprobeerd en het probleem zich nog steeds voordoet, kan het tijd zijn om contact op te nemen met Cisco TAC-ondersteuning. Zij kunnen verdere hulp bieden.

Casestudy 1

probleembeschrijving

De eWLC-controller ondervindt een verlies van connectiviteit met de gateway en pakketdruppels voorkomen dat AP's zich bij de controller aansluiten.

Topologie

Stappen voor probleemoplossing

MAC-fladderen werd vastgesteld op de switch (Switch 1) die is verbonden met het eWLC.

*Aug  5 05:52:50.750: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host 0000.5e00.0101 in vlan 4 is flapping between port Gi1/0/11 and port Te1/1/2
*Aug  5 05:53:03.327: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host 0000.5e00.0101 in vlan 4 is flapping between port Gi1/0/11 and port Te1/1/2
*Aug  5 05:53:21.466: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host 0000.5e00.0101 in vlan 4 is flapping between port Gi1/0/11 and port Te1/1/2

MAC-leren:

Voer de opdracht show mac address-table address  in om het MAC-adres te controleren dat op de poort is geleerd.

Switch1#show mac address-table address 0000.5e00.0101

          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   4    0000.5e00.0101    DYNAMIC     Gi1/0/11
   4    0000.5e00.0101    DYNAMIC     Te1/1/2

Configuratie van poorten Gi1/0/11 en Te1/1/2:

Voer de opdracht show running-config interface  in om de interfaceconfiguratie te controleren.

interface GigabitEthernet1/0/11
 switchport trunk native vlan 4
 switchport mode trunk
end

interface TenGigabitEthernet1/1/2
 switchport mode trunk
end

CDP-buren van de havens Gi1/0/11 en Te1/1/2:

Voer de opdracht show cdp neighbors  in om de details van verbonden apparaten te controleren.

Switch1#show cdp neighbors gi1/0/11
Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge
                  S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone,
                  D - Remote, C - CVTA, M - Two-port Mac Relay

Device ID        Local Intrfce     Holdtme    Capability  Platform  Port ID
eWLC            Gig 1/0/11        130              R T   C9115AXI- Gig 0 < ----- eWLC Controller

Switch1#show cdp neighbors gi1/1/2
Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge
                  S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone,
                  D - Remote, C - CVTA, M - Two-port Mac Relay
Device ID        Local Intrfce     Holdtme    Capability  Platform  Port ID
Switch2
                Ten 1/1/2         163             R S I  C9500-16X Ten 1/0/3 < ----- Uplink Switch

MAC Learning op Switch 2 (Uplink Switch):

Voer de opdracht show mac address-table address in om het MAC-adres te controleren dat op de poort is geleerd.

Switch2#show mac address-table address 0000.5E00.0101
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   4    0000.5e00.0101    STATIC      Vl4 < ----- VRRP MAC of Vlan4
   4    0000.5e00.0101    DYNAMIC     Te1/0/13 < ----- Learning from Switch1 (eWLC connected Switch)

Switch2#show vrrp  vlan 4
Vlan4 - Group 1 - Address-Family IPv4
  State is MASTER
  State duration 5 days 4 hours 22 mins
  Virtual IP address is x.x.x.x
  Virtual MAC address is 0000.5E00.0101 < ------ VRRP MAC of Vlan4
  Advertisement interval is 1000 msec

Hoofdoorzaak

Er werd gecontroleerd of de Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) ID van Switch 2 en de eWLC hetzelfde waren, wat resulteerde in het genereren van dezelfde virtual MAC door de VRRP.

resolutie

Het probleem werd opgelost na het wijzigen van de VRRP-instantie op de WLC, waardoor een dubbele MAC op de switch werd veroorzaakt, wat leidde tot een verlies van connectiviteit met de gateway en pakketdruppels, waardoor de AP's zich niet bij de controller konden aansluiten.

Casestudy 2

probleembeschrijving

Sommige servers zijn ontoegankelijk of hebben te maken met een aanzienlijke vertraging/daling.

Topologie

Stappen voor probleemoplossing

1. Opgemerkt MAC flapperen optreedt op de Core switch.

Nov 14 08:36:34.637: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host xxxx.xxxx.xxxx in vlan 1 is flapping between port Twe1/0/19 and port Twe1/0/5
Nov 14 08:36:34.838: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host yyyy.yyyy.yyyy in vlan 1 is flapping between port Twe1/0/17 and port Twe1/0/19
Nov 14 08:36:34.882: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host zzzz.zzzz.zzzz in vlan 1 is flapping between port Po1 and port Twe1/0/19

2. Kies het MAC-adres yyyy.yyyy.yyyy voor het probleemoplossingsproces.

MAC-leren:

Voer de opdracht show mac address-table address  in om het MAC-adres te controleren dat op de poort is geleerd.

Core-SW#show mac address-table address yyyy.yyyy.yyyy
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    yyyy.yyyy.yyyy    DYNAMIC     Twe1/0/17

CDP-buren van havens Twe 1/0/17 en Twe 1/0/19:

Voer de opdracht show cdp neighbors in om de details van verbonden apparaten te controleren.

Core-SW#show cdp neighbors Twe 1/0/17
Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge
                  S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone,
                  D - Remote, C - CVTA, M - Two-port Mac Relay
Device ID        Local Intrfce     Holdtme    Capability  Platform  Port ID
2960X-SW1
                 Twe 1/0/17        162              S I   WS-C2960X Gig 1/0/51

Core-SW#show cdp neighbors Twe 1/0/19
Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge
                  S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone,
                  D - Remote, C - CVTA, M - Two-port Mac Relay
Device ID        Local Intrfce     Holdtme    Capability  Platform  Port ID
2960S-SW1
                 Twe 1/0/19        120              S I   WS-C2960S Gig 2/0/28

Logbestanden van 2960X-SW1 Verbonden met Core-SW Twe1/0/17:

MAC- yyyy.yyyy.yyyy flappert tussen poort Gi1/0/51 en Gi2/0/46 (9200L).

2960X-SW1#show mac address-table address yyyy.yyyy.yyyy
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    yyyy.yyyy.yyyy    DYNAMIC     Gi1/0/51

2960X-SW1#show mac address-table address yyyy.yyyy.yyyy
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    yyyy.yyyy.yyyy DYNAMIC     Gi2/0/46

2960X-SW1#show run interface gi 1/0/51
Building configuration...

Current configuration : 62 bytes
!
interface GigabitEthernet1/0/51
switchport mode trunk
end

2960X-SW1#show run interface gi 2/0/46
Building configuration...

Current configuration : 62 bytes
!
interface GigabitEthernet2/0/46
switchport mode trunk
end

Logs van 9200L:

(Dit lijkt de geldige poort voor dit MAC-adres te zijn.)

9200L#show mac address-table address yyyy.yyyy.yyyy
          Mac Address Table
-------------------------------------------
Vlan    Mac Address       Type        Ports
----    -----------       --------    -----
   1    yyyy.yyyy.yyyy DYNAMIC     Gi1/0/1

9200L#show run interface gi 1/0/1
Building configuration...

Current configuration : 62 bytes
!
interface GigabitEthernet1/0/1
switchport mode access
end

2960S-SW1 Verbonden met Core-SW Twe1/0/19:

(Het lijkt een pad te zijn.) De poort op de Core-SW werd afgesloten om de lus te verzachten.

MAC-flappen werden echter nog steeds waargenomen op de Core-SW.

Logbestanden van 2960S-SW1:

Nov 14 08:36:34.637: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host xxxx.xxxx.xxxx in vlan 1 is flapping between port Gi3/0/27 and port Gi2/0/26
Nov 14 08:36:34.838: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host yyyy.yyyy.yyyy in vlan 1 is flapping between port Gi3/0/27 and port Gi2/0/26
Nov 14 08:36:34.882: %SW_MATM-4-MACFLAP_NOTIF: Host zzzz.zzzz.zzzz in vlan 1 is flapping between port Gi3/0/27 and port Gi2/0/26

2960S-SW1#show run interface gi 3/0/27
Building configuration...

Current configuration : 62 bytes
!
interface GigabitEthernet3/0/27
switchport mode trunk
end

2960S-SW1#show cdp neighbor gi 3/0/27
Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge
                  S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone,
                  D - Remote, C - CVTA, M - Two-port Mac Relay
Device ID        Local Intrfce     Holdtme    Capability  Platform  Port ID
2960X-SW2
                 Gig 3/0/27        176              S I   WS-C2960X Gig 1/0/27

Logbestanden van 2960X-SW2:

2960X-SW2#show run interface gi 3/0/15
Building configuration...

Current configuration : 39 bytes
!
interface GigabitEthernet3/0/15
end

2960X-SW2#show cdp neighbor gi 3/0/15
Capability Codes: R - Router, T - Trans Bridge, B - Source Route Bridge
                  S - Switch, H - Host, I - IGMP, r - Repeater, P - Phone,
                  D - Remote, C - CVTA, M - Two-port Mac Relay
Device ID        Local Intrfce     Holdtme    Capability  Platform  Port ID
SG300     Gig 3/0/15        157              S I   SG300-28P gi18


2960X-SW2#config terminal
2960X-SW2(config)#interface gi 3/0/15
2960X-SW2(config-if)#shutdown

Hoofdoorzaak

MAC-flappen werden gezien als gevolg van de SG300 (onbeheerde) switch aangesloten op het netwerk.

resolutie

Het MAC-flapperprobleem is opgelost door de poort die is aangesloten op de onbeheerde switch SG300 uit te schakelen.

preventie

STP Portfast:

STP PortFast zorgt ervoor dat een Layer 2 LAN-poort onmiddellijk de doorstuurstatus invoert, waarbij de luister- en leerstatus wordt omzeild. STP PortFast voorkomt het genereren van STP-TCN's, die niet zinvol zijn vanuit poorten die geen STP Bridge Protocol Data Units (BPDU's) ontvangen. Configureer STP PortFast alleen op poorten die zijn verbonden met eindhostapparaten die VLAN's beëindigen en waarvan de poort nooit STP-BPDU's mag ontvangen, zoals werkstations, servers, poorten op routers die niet zijn geconfigureerd om overbrugging te ondersteunen.

BPDU Guard:

STP BPDU Guard vult de functionaliteit van STP PortFast aan. Op STP PortFast-poorten beschermt STP BPDU Guard Layer 2-lussen die STP niet kan bieden wanneer STP PortFast is ingeschakeld. STP BPDU Guard schakelt poorten uit die BPDU's ontvangen.

Root Guard:

Root guard voorkomt dat poorten STP root ports worden. Gebruik STP Root Guard om te voorkomen dat ongeschikte poorten STP-hoofdpoorten worden. Een voorbeeld van een ongeschikte poort is een poort die een verbinding maakt met een apparaat dat buiten de directe netwerkbeheercontrole valt.

Loop Guard:

Loop guard is een Cisco gepatenteerde optimalisatie voor de STP. Loopbescherming beschermt Layer 2-netwerken tegen lussen die optreden wanneer iets de normale doorzending van BPDU's op point-to-point koppelingen voorkomt (bijvoorbeeld een storing in de netwerkinterface of een drukke CPU). Lusbeschermer is een aanvulling op de bescherming tegen unidirectionele verbindingsfouten die wordt geboden door Unidirectional Link Detection (UDLD). Lusbeschermer isoleert storingen en laat STP convergeren naar een stabiele topologie waarbij de mislukte component is uitgesloten van de STP-topologie.

BPDU-filter:

Hierdoor wordt de STP uitgeschakeld. BPDU's worden niet verzonden of verwerkt na ontvangst. Het komt veel voor bij serviceproviders, niet noodzakelijkerwijs bij bedrijfsnetwerken.

UDLD agressief:

Het UDLD-protocol, dat eigendom is van Cisco, bewaakt de fysieke configuratie van de koppelingen tussen apparaten en poorten die UDLD ondersteunen. UDLD detecteert het bestaan van unidirectionele links. UDLD kan zowel in normale als agressieve modus werken. Normale-modus UDLD classificeert een koppeling als unidirectioneel als de ontvangen UDLD-pakketten geen informatie bevatten die correct is voor het buurapparaat. Naast de functionaliteit van UDLD in de normale modus, plaatst UDLD in de agressieve modus poorten in de fout-uitgeschakelde staat als de relatie tussen twee eerder gesynchroniseerde buren niet opnieuw kan worden ingesteld.

Stormbeheersing:

Verkeersstormcontrole wordt geïmplementeerd in hardware en heeft geen invloed op de algehele prestaties van de switch. Doorgaans zijn eindstations zoals pc's en servers de bron van uitzendverkeer dat kan worden onderdrukt. Om onnodige verwerking van overtollig uitzendverkeer te voorkomen, moet verkeerstormcontrole voor uitzendverkeer worden ingeschakeld op toegangspoorten die verbinding maken met eindstations en op poorten die verbinding maken met belangrijke netwerkknooppunten.