xPON广播风暴的排查和网络优化方法

PON广播风暴的排查和网络优化方法编号：版本：V1.0编制：审核：批准：Allrightsreserved版权所有侵权必究(forinternaluseonly)（仅供内部使用）PON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第2页共11页2文档修订记录日期Date修订版本RevisionVersion修改章节SecNo.修改描述ChangeDescription作者AuthorPON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第3页共11页3目录1概述.........................................................................................................................42广播风暴的产生和危害.........................................................................................52.1广播域的概念.................................................................................................................52.2广播风暴的产生.............................................................................................................52.3二层环路的危害.............................................................................................................52.4ONU的几种环路以及检测机制....................................................................................62.4.1端口自环.........................................................................................................................72.4.2端口内环.........................................................................................................................72.4.3ONU外环.......................................................................................................................73广播风暴的定位.....................................................................................................83.1识别网络中的广播风暴..................................................................错误!未定义书签。3.2了解业务VLAN规划....................................................................................................83.3流量统计排查.................................................................................................................83.4环路排查.........................................................................................................................83.5抓包排查.........................................................................................................................94广播风暴的优化措施...........................................................................................115附件.......................................................................................................................11PON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第4页共11页41概述本文档主要针对PON接入网的特点，用于指导广电运营商客户因广播风暴问题进行网络优化；或我司在例行广电行业客户巡检过程中，通过此文档帮助巡检同事尽快发现客户网络规划问题，进一步帮助客户优化整改网络。近年来我司PON产品在广电市场应用过程中，发现其PON网络以及上层汇聚层因早期规划不合理，导致广播域过大，一旦网络中产生环路或者存在异常攻击源等情况导致业务大面积中断或严重丢包；如果广播域过大的问题得不到及时优化改善，随着PON接入网规模逐渐扩大，问题会越来越突出；PON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第5页共11页52广播风暴的产生和危害2.1广播域的概念广播是一种信息的传播方式，指网络中的某一设备同时向网络中所有的其它设备发送数据，这个数据所能广播到的范围即为广播域(BroadcastDomain)；通常在二层网络中每个VLAN都是一个广播域；2.2广播风暴的产生广播风暴（broadcaststorm）简单的讲是指当广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带宽，导致网络性能下降，正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，这就发生了“广播风暴”。广播风暴的表现特征：如果广电用户的宽带和互动点播业务突然出现大面积的短时间中断、宽带测速带宽严重不达标、ping宽带拨号获取到的网关或ping机顶盒的网关时延过大（达到几十、几百毫秒）甚至ping的过程中严重丢包；可能产生的原因主要包含两大类：一是由于网络拓扑的规划和设计不合理导致广播域过大，二是物理连接错误或者配置错误导致执行二层环路；2.3二层环路的危害1、MAC地址表不稳定（MAC地址漂移）；还是主机X发送数据帧给路由器Y，路由器的MAC地址表还没有被交换机学习到，数据帧沿链路发送到交换A和交换机B的端口0,那么交换机A和交换机B都将主机X的MAC地址记录在port0。因为是通过port0收到的数据帧，所以会通过两个交换机的port1向外泛洪，交叉来到相互交换机的port1口，又认为主机X的MAC地址所对应的端口是port1,即从交换机A发出来的数据帧来到了交换机B的port1端口。然后交换机B收到后又通过Port0口再次泛洪，依次类推，数据帧在环路里重复执行上述过程，交换机A和交换机B重复的在port1以及port0上不断的学习主机X的MAC地址，造成MAC地址表的不稳定。2、数据帧被多重复制；主机X准备发一个单播帧给路由器Y，数据报发出后，发现有两条路可以到达路由器Y，一个是直接发过去，还有一条就是通过交换机A转给交换机B，然后再交给路由器Y，此时路由器Y就收到了两位一模一样的数据帧。PON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第6页共11页63、广播风暴；二层数据帧的格式中，没有类似于三层IP报头中TTL机制，所以数据帧在网络中将被无限次数的传递，从面造成了广播风暴，如果是单播的数据还要好一些，如果是广播或者组播数据在这样一个环路网络中传递则广播风暴更加明显综上所述，由于PON接入网的设备都是二层设备，数据帧的转发原理和特点和交换机是相同的。2.4ONU的几种环路以及检测机制ONU使用私有协议0x0898以广播方式发送环路检测报文，检测报文中携带以下几种信息，并作为几种环路的判断依据：源MAC为CPU的MAC、交换端口ID等；PON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第7页共11页72.4.1端口自环当ONU的某个UNI口收到的环路检测报文中，源MAC是自己的CPUMAC且报文中的端口ID等于自己的端口ID，那么就判断为端口自环并down掉此端口；OLT三层交换机InternetPOSONU接入交换机2.4.2端口内环当ONU的某个UNI口收到的环路检测报文中，源MAC是自己的CPUMAC但报文中的端口ID不等于自己的端口ID，那么就判断为端口内环，并down掉端口ID最小的端口；OLT三层交换机InternetPOSONU2.4.3ONU外环当ONU的某个UNI口收到的环路检测报文中，源MAC不是自己的CPUMAC那么就判断为端口外环，并down掉两台ONU中那个端口ID最小的端口；PON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第8页共11页8OLTOLT三层交换机InternetPOSPOSONUONUONUor3广播风暴的定位3.1了解全网拓扑、VLAN规划以及用户规模根据目前我司对各地广电客户的了解，很少有广电客户能基于用户细分业务VLAN，更多的是基于PON、基于整台OLT划分VLAN，甚至还存在基于机房划分VLAN；如安徽蚌埠广电同一机房的不同OLT划分在同一VLAN域内，其广播域的范围可想而知；通常客户业务VLAN划分的范围大小与故障影响程度成正比关系；在巡检过程中或遇到实际故障时，首先要获取客户的全网拓扑，了解我司OLT的上层网络如何规划的；还要了解每种业务的用户数量，单台OLT用户数量最多能达到多少，根据用户数量已经上层拓扑我们可以估算出广播域有多大，广播流量有多大，那种一旦出故障的影响范围也可相应推断得出；如果在巡检时客户反馈网络处于建设初期，用户数量较少，但是经了解发现其VLAN规划不合理，广播域过大；我们要计算推断当用户数量发展到何种规模时是会触发广播域的问题，提早告知用户，警示其潜在的风险；同样在巡检或处理故障时，可通过巡检工具以及网管告警，将客户网络存在的其他问题一网扫尽，全部展示给客户，今早发现问题尽早解决问题；3.2流量统计排查自下而上的分别排查ONU的上联口、OLT的PON口、OLT上联口的流量统计，我司PON产品支持流量统计分类，分为单播、组播、广播三类流量单独统计；通过命令查看上述几个节点的广播流量如果增长非常快，如每秒几百个或者上千个数据包，那么可以进一步的印证产生了广播风暴；3.3排查环路环路导致的广播风暴，在环路解除之前网络中的广播风暴会一直持续下去；如果环路发生在OLT的上联网络（包括因上联交换机未做端口隔离来自其他OLT的环路），此时可以根据某个特定业务中断的PC或机顶盒MAC在OLT上反复trace或search；会发现特定的MAC会不固定的漂移到上联口或者PON侧端口；RAISECOM(fttx)#tracemac-address006B.8E1E.E4131.TracingOLT:FindspecifiedMACfromPON1/1,dynamicPON广播域过大的排查和网络优化方法〈V1.0〉内部公开第9页共11页92.TracingPON1/1:FindspecifiedMACfromONU17,dy