使用 Supervisor III/IV 的 Catalyst 系列4000/4500 的 Baby Giant/Jumbo 帧故障排除

简介

本文档讨论在具有 Supervisor III 和 IV 的 Catalyst 4000/4500 系列交换机上对各种最大传输单元 (MTU) 的支持。

标准以太网帧 MTU 为 1500 字节。这不包含以太网报头和循环冗余校验 (CRC) 报尾（二者的长度为 18 字节），因此以太网帧大小总计为 1518。在本文档中，MTU 大小或数据包大小仅指以太网负载。以太网帧大小是指整个以太网帧，包括报头和报尾。小巨型帧是指大小最高为 1600 字节的以太网帧，超巨型帧是指大小最高为 9216 字节的以太网帧。

Catalyst 4000 交换机上的小巨型帧和超巨型帧

Catalyst 4000 交换机软件	小巨型帧	超巨型帧	最大帧大小
CatOS(1)	Not Supported	Not Supported	1522
IOS(2)	支持，(12.1(12c)EW)	支持，(12.1(13)EW)	9216

^(1)运行CatOS的Catalyst 4000是指基于Supervisor I和II的Catalyst 4000交换机、Catalyst 2948G、Catalyst 2980G和Catalyst 4912G。请参阅本文档的 Supervisor I 和 II 中的小巨型帧和超巨型帧部分以获取更多详细信息。

^(2)运行IOS的Catalyst 4000是指基于Supervisor III或IV的Catalyst 4000/4500交换机。请参阅下列部分以了解功能支持和警告。

开始使用前 

规则

有关文档规则的详细信息，请参阅 Cisco 技术提示规则。

先决条件

本文档没有任何特定的前提条件。

使用的组件

本文档中的信息基于以下软件和硬件版本。

• 具有 Supervisor IV 引擎的 Catalyst 4500

• Cisco IOS ®12.1(13)EW

Supervisor I 和 II 对 Baby Giant 和 Jumbo 的支持

由于专用集成电路 (ASIC) 限制，基于 Supervisor I 和 II 的 Catalyst 4000/4500 交换机（包括 WS-C2948G、WS-C2980G 和 WS-C4912G 固定配置交换机）不支持小巨型帧或超巨型帧。

一种可能的解决方法是通过将交换机端口配置为中继，来强制该交换机端口接受额外的四个字节。

如果对 802.1q 中继启用某端口（基于 Supervisor I 和 II 的交换机不支持交换机间链路 (ISL) 封装），则该交换机将自动假定追加了额外四个字节的数据，同时增加第 2 层 (L2) 数据包的帧大小。因此，对于仅要求传输一个标记的实现（802.1q 或多协议标签交换 (MPLS) 之一，而不是同时要求二者），可以通过将交换机端口配置为中继端口，来强制该交换机端口接受额外四个字节的数据。

例如，如果端口需要传输 MPLS 标签，请通过将本地 VLAN 更改为传输数据流所需的 VLAN，来将该端口配置为 802.1q 中继。

Supervisor III/IV 对 Baby Giant 和 Jumbo 帧的支持

小巨型帧是指 Catalyst 4000/4500 平台上最高为 1600 字节的以太网帧，或数据包大小（MTU 大小）为 1552 字节（不包含任何报头或报尾字节）的以太网帧。 下表列出了可以使用小巨型帧功能的示例协议和所需配置。

协议/应用程序	报头字节数	帧大小总计	命令
802.1q 中继	4	1500 + 4 + 18 = 1522	不需要 MTU 命令。
QinQ 直通（802.1q 内的 802.1q，ISP 用于隔离客户数据流）	4 + 4	1500 + 8 + 18 = 1526	system mtu 1504
MPLS VPN 直通（两个 4 字节标签）	4 + 4	1500 + 8 + 18 = 1526	system mtu 1508
UTI/L2TPV3 直通（将一个以太网数据包封装到另一个具有隧道报头的以太网数据包中。用于通过 IP 骨干网传输 IP/IPX 等任意负载）。	18+ 20+12	1500 + 50 + 18 = 1568	system mtu 1550

超巨型帧是指大小最高为 9000 字节的以太网数据包。Supervisor III 和 IV 可以处理大小最高为 9198 字节的数据包。此值包括 802.1q 标记或 ISL VLAN 标记，但不包括以太网报头和 CRC 报尾。因此，最高以太网帧大小（包括以太网报头/报尾）为 9198 + 18 = 9216 字节。

注意：Catalyst 4000和Catalyst 6000之间的最大可支持数据包大小不匹配。Catalyst 6000 可以支持大小高达 9216 字节的数据包，这意味着它支持的以太网帧大小总计最高为 9216 + 18 = 9234 字节。

巨型帧用于某些应用程序因使用大帧(例如，网络文件系统(NFS))来提高吞吐量而获益的情况。

小巨型帧

软件支持

自针对 Supervisor III 和 IV 的 Cisco IOS 软件版本 12.1(12c)EW 开始，已支持小巨型帧。

硬件支持

Catalyst 4000/4500 上的所有模块都支持小巨型帧功能，以下两个模块除外：

• WS-X4418-GB 模块（仅端口 3-18）

• WS-X4412-2GB-TX.（仅端口1-12）

如果帧是转发到这些端口的，将被丢弃。

配置

要启用小巨型帧，请发出 system mtu global config 命令，如下所示。

4507(config)#system mtu ?
<1500-1552> MTU size in bytes
 
4507(config)#system mtu 1552
Global Ethernet MTU is set to 1552 bytes.
Note: this is the Ethernet payload size, not the total
Ethernet frame size, which includes the Ethernet
header/trailer

注意：小巨型帧配置适用于支持此功能的所有接口。您无法按接口启用小巨型帧配置。

注意：  如果对特定接口启用超巨型帧支持，这将会覆盖该接口的小巨型帧全局配置。

确认

show system mtu 命令将显示全局配置的 MTU，如下所示。

Switch#show system mtu 
Global Ethernet MTU is 1552 bytes.

show interfaces <interface-id> mtu 命令给出所配置的 MTU。MTU 反映所配置的现有小巨型帧或超巨型帧，如下所示。

Switch#sh interfaces fastEthernet 4/1 mtu 

Port    Name               MTU
Fa4/1                      1552

show interface <interface-id> 命令显示全局配置的小巨型帧值，如下所示。

Switch#sh int fas 4/1
FastEthernet4/1 is up, line protocol is down (notconnect)
Hardware is Fast Ethernet Port, address is 0009.e845.633f (bia 0009.e845.633f)
MTU 1552 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec, 
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
Encapsulation ARPA, loopback not set
Keepalive set (10 sec)
Auto-duplex, Auto-speed
input flow-control is off, output flow-control is off
ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
Last input never, output never, output hang never
Last clearing of "show interface" counters never
Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0
Queueing strategy: fifo
Output queue: 0/40 (size/max)
5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
L3 in Switched: ucast: 0 pkt, 0 bytes - mcast: 0 pkt, 0 bytes
L3 out Switched: ucast: 0 pkt, 0 bytes - mcast: 0 pkt, 0 bytes
0 packets input, 0 bytes, 0 no buffer
Received 0 broadcasts (0 IP multicast)
0 runts, 0 giants, 0 throttles
0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored
0 input packets with dribble condition detected
0 packets output, 0 bytes, 0 underruns
0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets
0 babbles, 0 late collision, 0 deferred
0 lost carrier, 0 no carrier
0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

show interfaces <interface-id> counters all 命令提供超巨型帧的统计数据，如下所示。

sup3# sh interfaces gigabitEthernet 1/1 counters all
 
Port                InBytes       InUcastPkts      InMcastPkts       InBcastPkts
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port               OutBytes      OutUcastPkts     OutMcastPkts      OutBcastPkts
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port              InPkts 64        OutPkts 64    InPkts 65-127    OutPkts 65-127
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port         InPkts 128-255   OutPkts 128-255   InPkts 256-511   OutPkts 256-511
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port        InPkts 512-1023  OutPkts 512-1023
Gi1/1                     0                 0
 
Port       InPkts 1024-1518 OutPkts 1024-1518 InPkts 1519-1548 OutPkts 1519-1548
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port       InPkts 1549-9216 OutPkts 1549-9216
Gi1/1                     0                 0

注意事项

尽管支持小巨型帧，但是它们会被算作过大的巨型数据包。在以下线路卡上 show interface 命令的输出中将增加错误计数器。

• WS-X4504-FX-MT

• WS-X4232-RJ-XX

• WS-X4148-FX-MT

• WS-X4148-RJ21

• WS-X4148-RJ21

• WS-X4232-GB-RJ（端口 3-34）

• WS-X4124-FXMT

• WS-X4148-RJ

• WS-X4148-RJ

• WS-X4148-RJV

巨型帧

软件支持

自针对 Supervisor III 和 IV 的 Cisco IOS 软件版本 12.1(13)EW 开始，已支持巨型帧。

硬件支持

仅非阻塞千兆位端口支持超巨型帧。以下是千兆位模块及其支持超巨型帧的特定端口的列表：

• Supervisor III (WS-X4013) 和 Supervisor IV (WS-X4014) 上的 Supervisor 上行链路端口

• WS-X4306-GB

• WS-X4232-GB-RJ（仅端口 1-2）

• WS-X4418-GB（仅端口 1-2）

• WS-X4412-2GB-TX（仅端口 13-14）

配置

要配置超巨型帧支持，请发出 mtu <mtu-size> 接口配置命令，如下所示。

sup3#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
sup3(config)#interface gigabitEthernet 1/1
sup3(config-if)#mtu ?
<1500-9198> MTU size in bytes
 
sup3(config-if)#mtu 9198
sup3(config-if)#end

可以在以下类型的接口上启用超巨型帧支持：

• 端口-信道接口

• 交换虚拟接口 (SVI)

• 物理接口（L2/第 3 层 (L3)）

确认

show interfaces <interface-id> mtu 命令给出所配置的接口级别超巨型帧配置，如下所示。

sup3#sh interfaces gigabitEthernet 1/1 mtu 
 
Port    Name               MTU
Gi1/1                      9198   

show interface <interface-id> 命令提供为特定接口配置的 MTU。

注意：巨帧接口配置将取代全局MTU配置。在下面的输出中，系统 MTU 配置为 1552，但接口千兆以太网 1/1 配置为支持 9198 字节的超巨型帧。

sup3#show interfaces gigabitEthernet 1/1
GigabitEthernet1/1 is up, line protocol is down (notconnect)
  Hardware is Gigabit Ethernet Port, address is 0004.9a80.a400 (bia 0004.9a80.a400)
  MTU 9198 bytes, BW 1000000 Kbit, DLY 10 usec, 
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
  Encapsulation ARPA, loopback not set
  Keepalive set (10 sec)
  Auto-duplex, Auto-speed
  input flow-control is off, output flow-control is off
  ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
  Last input never, output never, output hang never
  Last clearing of "show interface" counters never
  Input queue: 0/2000/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0
  Queueing strategy: fifo
  Output queue: 0/40 (size/max)
  5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
  5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
     0 packets input, 0 bytes, 0 no buffer
     Received 0 broadcasts (0 multicast)
     0 runts, 0 giants, 0 throttles
     0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored
     0 input packets with dribble condition detected
     0 packets output, 0 bytes, 0 underruns
     0 output errors, 0 collisions, 0 interface resets
     0 babbles, 0 late collision, 0 deferred
     0 lost carrier, 0 no carrier
     0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

show interfaces <interface-id> counters all 命令提供超巨型帧的统计数据，如下所示。

sup3# sh interfaces gigabitEthernet 1/1 counters all
 
Port                InBytes       InUcastPkts      InMcastPkts       InBcastPkts
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port               OutBytes      OutUcastPkts     OutMcastPkts      OutBcastPkts
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port              InPkts 64        OutPkts 64    InPkts 65-127    OutPkts 65-127
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port         InPkts 128-255   OutPkts 128-255   InPkts 256-511   OutPkts 256-511
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port        InPkts 512-1023  OutPkts 512-1023
Gi1/1                     0                 0
 
Port       InPkts 1024-1518 OutPkts 1024-1518 InPkts 1519-1548 OutPkts 1519-1548
Gi1/1                     0                 0                0                 0
 
Port       InPkts 1549-9216 OutPkts 1549-9216
Gi1/1                     0                 0

show system mtu 命令显示配置的小巨型帧值（如果已配置）。超巨型帧支持是按接口配置的，如下所示。

sup3# sh system mtu
Global Ethernet MTU is 1552 bytes.

配置 SVI 上的超大帧时的考虑事项

在 SVI 上配置超巨型帧支持之前，确保为超巨型帧配置了 VLAN 中的所有接口。在 SVI 的输入端将不检查数据包的 MTU。但是，在 SVI 的输出端会进行此检查。如果数据包的 MTU 大于输出 SVI 的 MTU，则数据包由软件分段（如果没有设置 DF 位），这将导致性能低下。软件分段仅在进行 L3 交换时发生。当数据包转发到具有较小 MTU 的 L3 端口或 SVI 时，将发生软件分段。

在下面的输出中，您可以看到，通过发出show vlan mtu命令，VLAN 1出现不匹配。VLAN 1中的端口Gig 4/1只能支持1500字节，因此无法完全支持该VLAN的巨型帧。发送目标为这些不支持超巨型帧 MTU 的端口的数据包在进行 L2 交换时可能会被丢弃。如果数据包的发送目标为 Gig 1/1 或该 VLAN 中的任何非阻塞端口，将会继续转发该数据包。

建议 SVI 的 MTU 应始终小于 VLAN 的所有交换机端口中的最小 MTU，但是，软件中不会强制执行该操作。

sup3# sh vlan mtu
 
VLAN    SVI_MTU    MinMTU(port)   MaxMTU(port)  MTU_Mismatch
---- ------------- -------------  ------------  ------------
1    9198(TooBig)  1500 (Gi4/1 )  9198 (Gi1/1 )  Yes
2    1552          1552           1552           No
17   1552          1552           1552           No

配置用于Port-Channel的超大帧的考虑事项

可以对为端口-信道协议配置的接口启用超巨型帧。以下是一些指导原则或限制：

• 端口-信道中的所有端口都必须具有相同的 MTU。

• 更改端口-信道接口的 MTU 将会更改所有成员端口的 MTU。

• 如果因为成员端口是阻塞端口，而无法将成员端口的 MTU 更改为新值，则该端口-信道将被暂停。

• 如果一个端口具有不同于端口-信道中其他端口的 MTU，则无法将该端口加入该现有端口-信道。

• 如果更改单个成员端口的 MTU，将会暂停该端口。

相关信息

• 在 Catalyst 交换机上配置对超大帧与大帧的支持
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