CN112260922B - 网络环路问题快速定位方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络环路问题快速定位方法及系统，包括：网络用户发现网络存在异常问题，判断网络环路问题产生位置和原因；通过检查网络设备端口下流量变动状况发现二层环路中是否存在网络异常问题，对存在的网络异常问题利用端口的环回监测功能进行二层环路的问题定位；检测网络连通性，查询三层环路中的网络设备路由表，通过查看TTL值，对三层环路中环回节点进行路由追踪，在环回节点上进行三层环路的问题定位。本发明根据二层环路和三层环路中出现问题原因不同，提供了一种出现环路故障时快速定位的方法，便于高效准确的定位网络环路问题。

Description

网络环路问题快速定位方法与系统

技术领域

本发明涉及网络数据通信技术领域，具体而言涉及一种网络环路问题快速定位方与系统。

背景技术

网络环境非常复杂，网络环路的产生都会对网络通信质量产生很大的影响，网络环路产生后用户上网速度会受到严重影响，同时网络连通性也会发生异常，网络环路分为二层环路和三层环路，二层环路主要是网络设备之间不断收发大量广播包导致网络拥堵、MAC地址漂移和广播风暴，三次环路主要由于路由错误导致目标网络无法通信而产生的，目前现有技术中，主要通过一些基础命令的回显信息猜测问题出现原因，但是通过回显信息定位环路问题的方式无法达到快速定位的效果，还存在一定的误差性。

现有技术中，例如专利号为201010267940.9的专利公开了一种以太网环路定位方法，通过loopcheck软件模块发现环路并进行处理，当出现环路或因环路导致的广播风暴时，通过该发明中提到的方法可以解除网络环路成环故障，并利用对应措施定位成环点，提高网络维护的效率。但其中通过loopcheck探测帧需要对环路有一个初步的位置预判，这样处理，增加了方法执行的复杂程度，同时低效的定位方法会在一定程度上增加网络拥塞问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种网络环路问题快速定位方法与系统，依次对二层环路和三层环路中的设备进行环路问题查询，对产生环路的具体位置快速定位。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种网络环路问题快速定位方法，所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1、网络用户发现网络存在异常问题，进入步骤2判断网络环路问题产生位置和原因；

步骤2、通过检查网络设备端口下流量变动状况发现二层环路中是否存在网络异常问题，对存在的网络异常问题利用端口的环回监测功能进行二层环路的问题定位，

检查网络设备端口下流量变动状况是否正常，当流量变动处于正常状态时，启用交换机端口的环回监测功能，对交换机进行MAC漂移检测技术的部署，当网络环路中不存在大量的MAC反复漂移，定时对所有网络设备的通信端口进行扫描监测；

步骤3、检测网络连通性，查询三层环路中的网络设备路由表，通过查看TTL值，对三层环路中环回节点进行路由追踪，在环回节点上进行三层环路的问题定位。

进一步地，所述方法中，对二层环路的网络异常问题进行发现的步骤，包括：

步骤2-1、在网络设备上启用环回监测功能，对网络设备进行环回监测；

步骤2-2、检查设备端口流量情况，端口流量是否存在异常，若端口流量存在异常，则执行步骤2-5，否则，执行步骤2-3；

步骤2-3、端口流量未存在异常，对网络设备部署全局VLAN，进行MAC漂移检测，若网络中存在反复大量的MAC漂移，进入步骤2-5，否则，执行步骤2-4；

步骤2-4、网络中未存在反复大量的MAC漂移，通过查找LDT逻辑输入输出表发现单端口网络环路，若逻辑输入输出表中检测到环路，进入步骤2-5，否则，执行步骤2-6；

步骤2-5、确定网络设备中存在环路，向系统发出告警，同时说明网络环路现象的具体问题；

步骤2-6、网络设备不存在二层环路，进入步骤3，检验网络连通性。

进一步地，所述环回监测功能向网络设备自动发送端口日志，根据端口日志检查网络设备接口流量信息，查看各端口单位时间内广播包数量增长比例；

所述步骤2-2中，网络通过网络设备向系统中自动上报对应端口的日志信息，判断端口流量是否存在异常，所述端口流量存在异常时，表现为在所有网络设备的日志信息中，只监测到单台设备或单个端口出入方向广播流量较大，确定该环路为单端口环回；

在所有网络设备的日志信息中，监测到相同设备的端口出入方向广播流量较大，该环路为端口环回。

进一步地，MAC漂移检测，针对无法产生广播风暴的网络设备进行环路检测，通过查询网络设备输入输出对应的全量配置信息发现网络中是否存在反复大量的MAC漂移。

进一步地，所述三层环路中的网络设备路由表用于监测网络连通性，其次，通过逐跳查看路由表下一跳信息，对路径错误节点进行问题定位，确定路由错误导致三层环路的具体位置。

进一步地，所述对路径错误节点进行问题定位，包括以下步骤：

步骤3-1、在网络环路中在每个网络设备之间进行Ping测试，测试各网络设备之间是否为正常连接，当Ping测试连通性异常时，进入步骤3-2；

步骤3-2、通过Tracert路由追踪技术确定IP数据包访问目标所采取的路径，进行路由追踪，根据环路中广播包的实际路径进行差异分析，找到数据包转发路径拐点；

步骤3-3、查看数据包在网络环路中传输的路由表，根据路由表中TTL值和所述步骤3-2中的查到的转发路径拐点，在环回节点进行排错，确定出现三层环路的具体位置；

步骤3-4、根据所述步骤3-3中的排错结果，在网络设备中删除错误的配置信息，根据网络通信实际需求进行网络优化。

本发明的另一方面提出一种网络环路快速定位系统，包括：

用于发现网络存在异常问题，判断网络环路问题产生位置和原因的模块；

用于对二层环路的网络异常问题进行发现并对异常问题所在位置进行定位的模块；

用于查询三层环路中网络设备路由表，对三层环路中环回节点进行确定和路由追踪，定位三层环路问题位置的模块。

进一步地，一种网络环路快速定位系统，还包括：

一个或多个处理器；

存储器，存储可被操作的指令，所述指令通过一个或多个处理器的执行使得其他处理器执行功能操作，所述功能操作包括：

步骤1、网络用户发现网络存在异常问题，进入步骤2判断网络环路问题产生位置和原因；

步骤2、通过检查网络设备端口下流量变动状况发现二层环路中是否存在网络异常问题，对存在的网络异常问题利用端口的环回监测功能进行二层环路的问题定位，

检查网络设备端口下流量变动状况是否正常，当流量变动处于正常状态时，启用交换机端口的环回监测功能，对交换机进行MAC漂移检测技术的部署，当网络环路中不存在大量的MAC反复漂移，定时对所有网络设备的通信端口进行扫描监测；

步骤3、检测网络连通性，查询三层环路中的网络设备路由表，通过查看TTL值，对三层环路中环回节点进行路由追踪，在环回节点上进行三层环路的问题定位。

本发明上述提出的各个方面的实施，在技术上针对网络环路产生的位置提供了一种清晰的排查思路，通过故障现象第一时间判断出环路类型，根据不同的环路类型进行分析处理，同时，对于不同的环路，通过本发明专利中提供的方法对环路进行快速筛选识别和针对性的分析处理，将网络环路问题的解决方案进一步优化，方便精确的确定环路位置，极大的提高了网络优化和网络维护的效率。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的网络环路问题快速定位方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中对二层环路问题发现和定位的过程示意图；

图3是本发明实施例中对三层环路问题发现和定位的过程示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1，根据本发明的示例性实施例的一种网络环路问题快速定位方法，包括以下步骤：

步骤1、网络用户发现网络存在异常问题，进入步骤2判断网络环路问题产生位置和原因；

步骤2、通过检查网络设备端口下流量变动状况发现二层环路中是否存在网络异常问题，对存在的网络异常问题利用端口的环回监测功能进行二层环路的问题定位；

检查网络设备端口下流量变动状况是否正常，当流量变动处于正常状态时，启用交换机端口的环回监测功能，对交换机进行MAC漂移检测技术的部署，当网络环路中不存在大量的MAC反复漂移，定时对所有网络设备的通信端口进行扫描监测；

步骤3、检测网络连通性，查询三层环路中的网络设备路由表，通过查看TTL值，对三层环路中环回节点进行路由追踪，在环回节点上进行三层环路的问题定位。

结合图2-图3，更加具体的阐述上述过程的实施例：

发现二层环路的网络异常问题并对异常问题所在位置进行定位，

结合图2所示，发现二层环路的网络异常问题包括以下步骤：

步骤2-1、在网络设备上启用环回监测功能，对网络设备进行环回监测，在网络中启用环回监测功能后，网络设备可以自动定时对所有通信端口进行扫描监测，判断通信端口是否存在网络环路现象，若监测到某个端口存在网络环回时，按照该端口的参数以及类型，网络设备自动将制定交换端口关闭或者自动上报对应的端口日志信息，管理员通过日志信息检查网络设备接口流量信息，查看各网络设备中各端口单位时间内广播包数量增长比例，对网络中是否存在环路进行快速判断；

在维护路由表信息的时候，如果拓扑发送变化网络收敛缓慢产生不协调甚至矛盾的路由条目导致三层环路，交互的数据包会循环进行转发，此时通过部署镜像或利用抓包工具抓去对应网络节点接口的报文信息进行分析处理；

步骤2-2、通过在网络设备中输入“display interface brief|in up”命令检查网络设备输入输出对应全量配置信息中端口的流量情况，命令“display interface XXXbrief”查看网络设备具体端口输出对应信息，根据输入命令得到路由表，查看端口流量是否存在异常，若端口流量存在异常，则执行步骤2-5，否则，执行步骤2-3；

当端口流量存在异常时，表现为在所有网络设备的日志信息中，只监测到单台设备或单个端口出入方向广播流量较大，确定该环路为单端口环回；

在所有网络设备的日志信息中，监测到相同设备的端口出入方向广播流量较大，该环路为端口环回；

步骤2-3、端口流量未存在异常，对无法产生广播风暴的网络设备进行环路检测，执行字符串命令“system”后进入vlan视图，对网络设备部署全局VLAN，执行字符串命令“Loop-detect eth-loop alarm-only”部署MAC漂移检测技术进行MAC漂移检测，若网络中存在反复大量的MAC漂移，进入步骤2-5，否则，执行步骤2-4；

步骤2-4、网络中未存在反复大量的MAC漂移，在网络设备中输入命令“loop-detecttion enable”查找LDT逻辑输入输出表发现单端口网络环路，根据逻辑输入输出表中查看是否存在网络环路，若逻辑输入输出表中显示有成环的端口，进入步骤2-5，否则，执行步骤2-6；

步骤2-5、确定网络设备中存在环路，向系统发出告警，同时说明网络环路现象的具体问题；

步骤2-6、网络设备不存在二层环路，进入步骤3，检验网络连通性。

结合图3，发现三层环路的网络异常问题主要针对路由错误导致的目标网络无法通信，定位三层环路问题包括以下步骤：

步骤3-1、在网络环路中在每个网络设备之间进行Ping测试，测试各网络设备之间是否为正常连接，网络存在环路时，广播数据包将以2N在网络中增加，此时网络会出现网络拥塞、网络丢包、网络连通性异常情况，当Ping测试连通性异常时，进入步骤3-2；

步骤3-2、通过Tracert路由追踪技术确定IP数据包访问目标所采取的路径，进行路由追踪，根据环路中广播包的实际路径进行差异分析，在网络设备中输入命令“displayip routing-table”通过数据包的路径信息找到数据包转发路径拐点，实现方式为：

网络设备输入：display ip routing-table

网络设备输出路由详细信息：

步骤3-3、查看数据包在网络环路中传输的路由表，网络设备输入“dis cu”命令检查现网配置，TTL用来限制数据包在网络中经过的跳数，每经过一跳就会减1，直到TTL值为0的时候数据包就会被网元选择丢弃，TTL最大值为255，根据路由表中TTL值和所述步骤3-2中的查到的转发路径拐点，在环回节点进行排错，确定出现三层环路的具体位置；

步骤3-4、根据所述步骤3-3中的排错结果，在网络设备中删除错误的配置信息，根据网络通信实际需求进行网络优化，检查有关路由转发及学习的配置信息查看现网配置的具体路由协议，根据检查结果，删除对应错误的配置信息，根据实际需求重新进行规划，如：网段、路由优化、访问需求等。

结合上述实施例，本发明还可以按照下述配置实施：

一种网络环路问题快速定位系统，包括：

用于判断网络是否存在异常状况，确定网络环境中设备间通信故障类型的模块；

用于对二层环路的网络异常问题进行发现并对异常问题所在位置进行定位的模块；

用于查询三层环路中网络设备路由表，对三层环路中环回节点进行确定和路由追踪，定位环路问题位置的模块。

一种网络环路问题快速定位系统，包括：

一个或多个处理器；

存储器，存储可被操作的指令，所述指令通过一个或多个处理器的执行使得其他处理器执行功能操作，所述功能操作包括：

步骤1、判断网络是否存在异常状况，确定网络环境中各网络设备间通信故障的类型；

步骤2、交换机对通信端口环回监测，对二层环路的网络异常问题进行发现并对异常问题所在位置进行定位，

检查网络设备端口下流量变动状况是否正常，当流量变动处于正常状态时，启用交换机端口的环回监测功能，对交换机进行MAC漂移检测技术的部署，当网络环路中不存在大量的MAC反复漂移，定时对所有网络设备的通信端口进行扫描监测；

步骤3、检测网络连通性，查询三层环路中的网络设备路由表，通过查看TTL值，对三层环路中环回节点进行路由追踪，在环回节点上进行问题定位。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (4)

1.一种网络环路问题快速定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、网络用户发现网络存在异常问题，进入步骤2判断网络环路问题产生位置和原因；

步骤2、通过检查网络设备端口下流量变动状况发现二层环路中是否存在网络异常问题，对存在的网络异常问题利用端口的环回监测功能进行二层环路的问题定位；

步骤3、检测网络连通性，查询三层环路中的网络设备路由表，通过查看TTL值，对三层环路中环回节点进行路由追踪，在环回节点上进行三层环路的问题定位；

其中，所述三层环路中的网络设备路由表用于监测网络连通性，通过逐跳查看路由表下一跳信息，对路径错误节点进行问题定位，确定路由错误导致三层环路的具体位置；

其中，对路径错误节点进行问题定位，具体包括以下步骤：

步骤3-1、在网络环路中在每个网络设备之间进行Ping测试，测试各网络设备之间是否为正常连接，当Ping测试连通性异常时，进入步骤3-2；

步骤3-2、通过Tracert路由追踪技术确定IP数据包访问目标所采取的路径，进行路由追踪，根据环路中广播包的实际路径进行差异分析，找到数据包转发路径拐点；

步骤3-3、查看数据包在网络环路中传输的路由表，根据路由表中TTL值和所述步骤3-2中的查到的转发路径拐点，在环回节点进行排错，确定出现三层环路的具体位置；

步骤3-4、根据所述步骤3-3中的排错结果，在网络设备中删除错误的配置信息，根据网络通信实际需求进行网络优化。

2.根据权利要求1所述的网络环路问题快速定位方法，其特征在于，所述方法中，对二层环路的网络异常问题进行发现的步骤，包括：

步骤2-1、在网络设备上启用环回监测功能，对网络设备进行环回监测；

步骤2-2、检查设备端口流量情况，端口流量是否存在异常，若端口流量存在异常，则执行步骤2-5，否则，执行步骤2-3；

步骤2-3、端口流量未存在异常，对网络设备部署全局VLAN，进行MAC漂移检测，若网络中存在反复大量的MAC漂移，进入步骤2-5，否则，执行步骤2-4；

步骤2-4、网络中未存在反复大量的MAC漂移，通过查找LDT逻辑输入输出表发现单端口网络环路，若逻辑输入输出表中检测到环路，进入步骤2-5，否则，执行步骤2-6；

步骤2-5、确定网络设备中存在环路，向系统发出告警，同时说明网络环路现象的具体问题；

步骤2-6、网络设备不存在二层环路，进入步骤3，检验网络连通性。

3.根据权利要求2所述的网络环路问题快速定位方法，其特征在于，所述环回监测功能向网络设备自动发送端口日志，根据端口日志检查网络设备接口流量信息，查看各端口单位时间内广播包数量增长比例；

所述步骤2-2中，网络通过网络设备向系统中自动上报对应端口的日志信息，判断端口流量是否存在异常，所述端口流量存在异常时，表现为在所有网络设备的日志信息中，只监测到单台设备或单个端口出入方向广播流量较大，确定该环路为单端口环回；

在所有网络设备的日志信息中，监测到相同设备的端口出入方向广播流量较大，该环路为端口环回。

4.根据权利要求2所述的网络环路问题快速定位方法，其特征在于，前述MAC漂移检测，针对无法产生广播风暴的网络设备进行环路检测，通过查询网络设备输入输出对应的全量配置信息发现网络中是否存在反复大量的MAC漂移。

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