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华为MSTP设备与CISCO交换机组网时PVST包故障分析
作者：朱庆林 韩圣龙
来源：《中国科技博览》2013年第37期
摘 要
华为MSTP设备的以太网板EFS与CISCO 3560G的GE口对接，开通以太网业务，正式测试时发现业务存在问题。导致故障的原因是CISCO 3560G的GE口默认打开PVST生成树协议，华为的以太网板EFS未启用生成树协议，无法识别CISCO的PVST私有协议包，只是把它当做普通的多播包转发，导致CISCO交换机判断可能存在环路，将该端口BLOCK，从而影响到业务的正常通信。
关键字EPLAN 802.1Q PVST BPDU MSTP 中图分类号：TN916.43 一、PVST技术
PVST（Per-VLAN Spanning Tree）是CISCO为解决在虚拟局域网上处理生成树的特有解决方案。PVST为每个VLAN运行单独的Spanning Tree，通过BPDU包在网络的网桥间进行信息交换。BPDU每隔2秒，以Muiticast的方式，在designate port上被发送。 二、网络实例 1、网络背景
某大客户组网结构为四套MSTP设备组成的环网，网元A为华为MSTP设备
（Metro1000V3），以太网板型号EFS，用户提供的设备为CISCO 3560G交换机，两者之间通过电口对接。网元B、C、D均为用户各分支机构的接入端，经网元A收敛与网关A通信。同时，各分支机构相互之间能够互访。 2、故障现象
根据华为MSTP业务配置要求，在网元A处的EFS处理板上进行以太网LAN业务配置，首先建立一个虚拟网桥VB（virtual bridge），将涉及到的端口挂接在该VB下。配置完成后进行全程测试，结果如下：
1） 终端A与终端C能通信，与D能短暂通信，与B不能通信；
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2） 终端C与终端D能一直保持通信，与B不能通信。 3、对接问题一
首先排查终端B的接入问题，网元B是烽火MSTP设备IBAS180，经两端维护人员进行数据配置核查发现，问题在于LCAS的匹配上不一致，将网元B IBAS180的LCAS属性设置为none lcas后， PING测试正常，问题解决。 4、对接问题二
接下來要处理终端A与其他终端之间的问题。经过密集测试，进一步发现存在以下的情况：
1）终端A同一时间能与所有终端相互通信，而后又不能与所有的终端相互通信； 2）终端B与终端C之间相互PING测试始终正常，但PING网关A（10.10.132.1）有时通，不久又不通。 5、故障处理
为了排除因传输系统内的原因导致该互通问题，我们在用户端将终端直接连接至网元A（华为MSTP）的PORT口上，与其他终端进行PING测试，没有再出现前面的情况，一切正常。结果表明，整个传输系统是正常的，尤其是网元A已经实现了二层交换的功能，问题可能在于网元A与网关A的对接上。
为了进一步验证我们的结论，我们在用户端将CISCO 3560G交换机更换为华为的3026C，再进行PING测试，所有节点之间都能互通，一切正常。 6、报错语句分析 1）BPDU包的发现
网关A是由用户提供的CISCO 3560G三层交换机，与运营商提供的MSTP设备通过FE口对接，为了彻底找到问题的原因，经用户的许可，我们登陆到CISCO 3560G，发现该设备的对接口上有如下的报错语句：
%SPANTREE-7-RECV_1Q_NON_TRUNK： Received 802.1Q BPDU on non trunk GigabitEthernet0/3 VLAN30；
%SPANTREE-7-BLOCK_PORT_TYPE： Blocking GigabitEthernet0/3 on VLAN30. Inconsistent port type。
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此时3560G上联口指示灯变为黄色，业务是不通的。
第一句话：CISCO 3560G在non trunk端口（GigabitEthernet0/3）收到了一个携带802.1Q标签的BPDU包。
第二句话：3560G认为两端接口类型不一致，可能存在环路，所以将收到这个包的对接端口BLOCK。这是导致该端口被BLOCK掉的直接原因。 2）BPDU包的来源
进一步分析，为什么3560G 的ACCESS端口会收到携带802.1Q的BPDU包呢？ 在3560G的配置表里，我们看到了PVST协议是使能的，查看各种STP协议发现，PVST协议产生的BPDU包含有802.1Q标签。
打开华为MSTP设备EFS板的配置单元发现，在EFS板的以太网LAN业务配置里建立的VB（虚拟网桥）类型为802.1Q，而且是必选项。难道3560G收到的含802.1Q的BPDU包是华为的EFS单板产生的？
我们知道，生成树协议启用BPDU包的目的是为了发现网络环路，并打破环路。3560G的端口启用PVST协议，即是为每个VLAN运行单独的Spanning Tree，该端口发出携带802.1Q标签的BPDU包，如果再收到包含802.1Q标签的BPDU包，根据PVST的规定，判断该端口存在环路，并将其阻断。
为了验证我们的推断，我们在3560G的GigabitEthernet0/3端口写上一句：spanning-tree bpdufilter enable，将接收到的BPDU包直接丢弃，效果很明显，问题解决了，所有终端之间均能正常通信。 7、故障详解
CISCO 3560G的GigabitEthernet0/3端口默认启用了PVST协议，在VLAN Trunk的情况下，该协议会每隔2秒以Muiticast的方式发送含802.1Q标签的BPDU包， 而华为MSTP设备的EFS单板在建立EPLAN业务时，启用了类型为802.1Q的虚拟网桥VB，将经过该网桥的以太网包打上802.1Q标签。
这样的话，CISCO 3560G就会收到一个携带802.1Q标签的BPDU包，并根据自身的定义，认为该端口方向存在环路，于是将该端口BLOCK。
因为华为的3026C交换机的端口默认是不启用生成树协议的，所以，当华为MSTP设备与华为的交换机对接时，也就不会出现互通障碍了。