自動(dòng)協(xié)商引發(fā)故障

引言： 單位新購(gòu)置了華為交換機(jī)用于替換部分老舊交換機(jī)，原有部分其他品牌的交換機(jī)仍在使用中，新舊交換機(jī)之間主要通過(guò)電口進(jìn)行對(duì)接。替換完成后，一部分交換機(jī)之間無(wú)法溝通，一部分交換機(jī)在上網(wǎng)用戶數(shù)量過(guò)多時(shí)出現(xiàn)包丟失現(xiàn)象。查看交換機(jī)資料發(fā)現(xiàn)，有些原有交換機(jī)不支持自動(dòng)協(xié)商功能。將新購(gòu)置的交換機(jī)修改為非自動(dòng)協(xié)商模式，網(wǎng)絡(luò)故障消失。

故障現(xiàn)象

單位新購(gòu)置了華為S3700交換機(jī)用于替換部分老舊交換機(jī)，原有部分H3C交換機(jī)和TP-LINK交換機(jī)仍在使用中，新舊交換機(jī)之間主要通過(guò)電口進(jìn)行對(duì)接。替換完成后，進(jìn)行試運(yùn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)有部分交換機(jī)之間無(wú)法溝通，有部分交換機(jī)之間可以溝通，但在上網(wǎng)用戶數(shù)量過(guò)多時(shí)速率特別慢，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象。

故障排查

通過(guò)觀察無(wú)法工作交換機(jī)的指示燈，發(fā)現(xiàn)有部分指示燈狀態(tài)為常滅，部分交換機(jī)交換機(jī)的工作指示燈為閃爍，這說(shuō)明有部分接口沒(méi)有正常工作，無(wú)法正常收發(fā)報(bào)文，有一部分可以正常收發(fā)報(bào)文。進(jìn)入華為S3700交換機(jī)的配置管理界面，使用display interface命令查看接口當(dāng)前物理狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不能正常收發(fā)報(bào)文的接口物理狀態(tài)為Down，可以正常收發(fā)報(bào)文的接口物理狀態(tài)為UP。

因?yàn)樵芯€路沒(méi)有更換，主干使用光纖收發(fā)器，末端連接使用的是六類網(wǎng)線，所以基本可以排除線路故障，但是確實(shí)存在部分六類RJ45水晶頭同交換機(jī)連接不緊密的現(xiàn)象，存在松動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)部分連接不緊密的水晶頭更換成了超五類網(wǎng)線（六類線線芯較超五類線芯細(xì)，六類線和普通RJ45水晶頭無(wú)法匹配使用，六類線只能匹配六類RJ45水晶頭，超五類網(wǎng)線也無(wú)法插入六類RJ45水晶頭），更換完成后，交換機(jī)接口仍然無(wú)法正常連通。

檢查網(wǎng)線周邊的強(qiáng)電并檢測(cè)網(wǎng)線周邊的環(huán)境，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)私拉強(qiáng)電、強(qiáng)弱電并行。經(jīng)檢測(cè)，網(wǎng)線周邊的電磁環(huán)境也屬正常，溫度也均在正常范圍內(nèi)。

對(duì)故障交換機(jī)的所有的接口、單板進(jìn)行了檢測(cè)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)交換機(jī)變形、偏位現(xiàn)象。使用新購(gòu)華為交換機(jī)替換原有 H3C、TP-LINK交換機(jī)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，由此判斷可能是不同類型交換機(jī)之間兼容性不夠?qū)е鹿收铣霈F(xiàn)。

故障解決

進(jìn)入華為S3700交換機(jī)的配置管理模式，使用display interface ethernet brief命令查看S3700交換機(jī)各接口的工作模式，發(fā)現(xiàn)接口的工作模式為自動(dòng)協(xié)商，速率為100M，半雙工模式（如圖1）。初步懷疑可能是不同類交換機(jī)自動(dòng)協(xié)商失敗造成交換機(jī)之間無(wú)法正常工作。

在華為S3700交換機(jī)的配置管理模式下，使用undo negotiation auto命令修改為非自動(dòng)協(xié)商模式，再使用auto duplex full命令修改為全雙工工作模式，接口指示燈開(kāi)始閃爍，故障物理接口狀態(tài)變?yōu)閁P，故障排除，報(bào)文可以正常收發(fā)。

故障原因

查看了H3C和TP-LINK交換機(jī)資料，發(fā)現(xiàn)兩種類型的交換機(jī)過(guò)于老舊，有部分交換機(jī)不支持自動(dòng)協(xié)商功能。在不通的交換機(jī)接口上因無(wú)法自動(dòng)協(xié)商，造成不能正常通信，而在存在丟包的交換機(jī)接口上，因協(xié)商為半雙工，當(dāng)用戶不多時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，當(dāng)用戶數(shù)過(guò)多時(shí)，因存在沖突導(dǎo)致出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。

自動(dòng)協(xié)商機(jī)制

自動(dòng)協(xié)商主要功能是通過(guò)物理鏈路兩端的設(shè)備交互信息而自動(dòng)選擇同樣工作參數(shù)的機(jī)制。協(xié)商的主要內(nèi)容包括雙工模式、運(yùn)行速率以及流控等參數(shù)。目前百兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3u，千兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)為IEEE 802.3z，其中IEEE 802.3z為強(qiáng)制功能，所有的設(shè)備必須遵循并且默認(rèn)啟用自動(dòng)協(xié)商，所以一般故障出現(xiàn)在十兆、百兆以太網(wǎng)。

圖1 華為S3700交換機(jī)各接口工作模式

自動(dòng)協(xié)商機(jī)制有兩種，一種稱為Autonegotiation，另一種稱為Autosensing/Speed Detection。10M以太網(wǎng)接口在協(xié)商之前會(huì)發(fā)送 LTP（Link Test Pulse），該脈沖用以檢測(cè)鏈路是否應(yīng)用UP，而100M以太網(wǎng)接口在協(xié)商之前會(huì)發(fā)送FLP（Fast link Pulse）。FLP可以理解為一組LTP和數(shù)據(jù)脈沖的組合，F(xiàn)LP發(fā)出后，如果對(duì)端為較舊的設(shè)備則會(huì)將FLP識(shí)別為L(zhǎng)TP，最后就造成協(xié)商不一致，造成故障。一般存在以下幾種情況。

1.兩臺(tái)支持自動(dòng)協(xié)商的設(shè)備互連。設(shè)備A和設(shè)備B都向外發(fā)送FLP，每臺(tái)設(shè)備收到對(duì)端的FLP后在自己的FLP中將確認(rèn)BIT位置位，然后每臺(tái)設(shè)備將自己的速率和雙式設(shè)置雙方都支持的最優(yōu)模式，并開(kāi)始發(fā)送FAST ETHERNET IDLE，然后鏈路就UP了，這樣就協(xié)商成最佳狀態(tài)。

2.一臺(tái)自協(xié)商設(shè)備和10BASE-T設(shè)備互連。自協(xié)商設(shè)備向外發(fā)送FLP，而10BAST-T則發(fā)送LTP。當(dāng)LTP到達(dá)自協(xié)商設(shè)備后，自協(xié)商設(shè)備會(huì)將本端置為10M半雙工，從而協(xié)商的結(jié)果是10M半雙工，但實(shí)際上是可以達(dá)到10M全雙工，這就是協(xié)商失敗的結(jié)果。

3.一臺(tái)自協(xié)商設(shè)備和100BASE-T設(shè)備互連。自協(xié)商設(shè)備向外發(fā)送FLP，而100BASE-T設(shè)備發(fā)送FAST THERNET IDLEA。自協(xié)商設(shè)備發(fā)送的脈沖到達(dá)對(duì)端的IDLE后，將本端置為100M半雙工，并開(kāi)始發(fā)送FAST ETHERNET IDLE，這樣協(xié)商的結(jié)果是100M半雙工，但實(shí)際上可以達(dá)到100M全雙工，這也是協(xié)商失敗的結(jié)果。

4.A端設(shè)備是自動(dòng)協(xié)商狀態(tài)，B端設(shè)備雖然支持自動(dòng)協(xié)商，但卻被設(shè)置為100M全雙工，但是卻被關(guān)閉協(xié)商能力。當(dāng)A端設(shè)備發(fā)送FLP，而B(niǎo)端設(shè)備發(fā)送FAST ETHERNET IDLE。A端設(shè)備收到B端設(shè)備的IDLE后就將本端設(shè)備為100M半雙工，而B(niǎo)端設(shè)備卻是強(qiáng)制100M全雙工，這樣會(huì)出現(xiàn)AB兩端同時(shí)發(fā)送一種數(shù)據(jù)幀，A端設(shè)備認(rèn)為發(fā)生了沖突并破壞自己的幀并丟棄B端設(shè)備的幀，然后重發(fā)自己的幀，但是B端設(shè)備卻不會(huì)重發(fā)自己的幀，這種A端會(huì)收到很多延遲沖突，而B(niǎo)端設(shè)備卻會(huì)收到很多CRC錯(cuò)誤幀，這樣就會(huì)造成數(shù)據(jù)發(fā)送故障。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口目前大部分都支持自動(dòng)協(xié)商機(jī)制，但對(duì)于不同廠家不同產(chǎn)品在理解和使用自動(dòng)協(xié)商機(jī)制時(shí)存在差異，在不同廠家不同類型的交換機(jī)互連不通時(shí)，可先嘗試將接口設(shè)置為自動(dòng)協(xié)商模式，當(dāng)協(xié)商不成功時(shí)，可修改為非自動(dòng)協(xié)商模式。如果仍未成功時(shí)，可根據(jù)交換機(jī)實(shí)際情況和線路情況，使用speed 10|100|1000命令，將速率強(qiáng)制設(shè)置成10M、100M或1000M，使不同類型不同廠家的交換機(jī)速率保持一致，如果不一致就容易造成數(shù)據(jù)發(fā)送故障。