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      自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)環(huán)路故障解決經(jīng)驗

      2017-11-17 17:52:38張西波
      電腦知識與技術(shù) 2017年30期
      關(guān)鍵詞:環(huán)路交換機

      張西波

      摘要:自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)是空管重要的報文通信系統(tǒng),其運行狀況直接關(guān)系到自動轉(zhuǎn)報業(yè)務的開展,關(guān)系到飛行安全工作的保障。為了提高系統(tǒng)的可靠性,自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),冗余結(jié)構(gòu)導致在交換機出現(xiàn)故障時產(chǎn)生環(huán)路,引起系統(tǒng)癱瘓。該文對實際運行中出現(xiàn)的兩例不同類型的環(huán)路故障進行分析,并提出了有效的解決方法,對可能面臨同樣問題的同行提供一點有益的幫助。

      關(guān)鍵詞:自動轉(zhuǎn)報;交換機;stp;環(huán)路

      中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)30-0238-02

      1 概述

      天津空管分局使用的轉(zhuǎn)報系統(tǒng)有兩套,一套是2008年建立,使用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)。另外一套是2014年建立,使用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。兩套轉(zhuǎn)報系統(tǒng)都是北京航管科技有限公司開發(fā)的DMHS-M型轉(zhuǎn)報系統(tǒng),只是軟件版本和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在差別。雖然有兩套轉(zhuǎn)報系統(tǒng),但是由于08轉(zhuǎn)報的異步單元中有電流環(huán)接口,不能直接連到智能線路切換器上,我們就沒有把08轉(zhuǎn)報系統(tǒng)作為一套備用系統(tǒng)接入智能線路切換器。兩套系統(tǒng)相對獨立,新系統(tǒng)對外提供服務,舊系統(tǒng)不對外提供服務。自動轉(zhuǎn)報網(wǎng)絡作為民航系統(tǒng)重要的通信基礎設施之一,基于該網(wǎng)絡開展的平面電報通信業(yè)務是保證民用航空飛行正常和安全必不可少的手段。用于全國各機場之間的電報傳輸,傳遞管制、氣象、情報、航空公司、省局等重要部門的電報,是機場的信息樞紐中心,尤其是空中交通管制部門傳遞航班動態(tài)信息的主要手段,在維護空中交通秩序、保證民用航空安全和飛行正常中起著重要作用。天津自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下:

      圖1 天津自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

      2 兩例環(huán)路故障

      2.1 報文收電地址錯誤引起的環(huán)路及其解決辦法

      天津在世界時01:34 ,用2008轉(zhuǎn)報系統(tǒng)給北京發(fā)測試報的時候,突然收到大量的同一地址的報文,報文內(nèi)容如下:

      GG ZBZZNFNX

      070134 WRRRYNYX

      VAWR0905 WIIF 06070130

      其他報文內(nèi)容省略。

      發(fā)電地址都為WRRRYNYX,收電地址都為ZBZZNFNX,報文都是印尼火山灰,報文內(nèi)容重復。在2014轉(zhuǎn)報系統(tǒng)的BJS也同樣收到,為了解決報文循環(huán)問題,應急修改兩套轉(zhuǎn)報機的路由表,把收電地址為ZBZZNFNX的報文自動轉(zhuǎn)發(fā)到OIT。事后統(tǒng)計從01:34到01:48,就收到97份印尼火山灰報文,平均8秒就收到一份報文,期間轉(zhuǎn)報系統(tǒng)處理報文緩慢。前幾天也收到過印尼火山灰報文,因收電地址不是天津情報,出現(xiàn)干線循環(huán)告警(循環(huán)五次自動終止),雖然收電地址不是天津,但是報文是情報需要的,因此,我們手工轉(zhuǎn)發(fā)到情報(即OIT),同時我們也把這種情況向上級轉(zhuǎn)報部門反應,只是還沒有解決。

      原因分析:兩個原因?qū)е铝诉@個故障,第一個是收電地址錯誤,正確的收電地址應該是ZBTJOIXX,平時遇到這種情況,報文循環(huán)五次后就停止轉(zhuǎn)發(fā)了,與此同時,轉(zhuǎn)報機會有干線循環(huán)告警提示。第二個原因是天津和北京使用的轉(zhuǎn)報路不同,天津使用的是BJB,北京使用的BJM,平時不測試報文時,天津BJB和BJM都打開,北京是只開BJM,所以,我們能夠收到北京的報文,沒有發(fā)現(xiàn)天津和北京實際使用的是不同路傳輸。在測試報文時恰巧遇到一個錯誤的收電地址,天津轉(zhuǎn)報機的路由表配置,認為ZBZZNFNX報文不是天津的,應該通過BJB轉(zhuǎn)發(fā)到北京,由于08轉(zhuǎn)報機不作正式使用,不做測試時,BJB是關(guān)閉的,這個問題沒有暴露出來。測試報文時,北京把BJB路給打開了,北京轉(zhuǎn)報機的路由表認為ZBZZNFNX是天津的報文,又把這份報文通過BJM和BJS發(fā)到天津來,這樣報文就通過BJB和BJM在天津和北京之間形成了一個環(huán)路。由于報文是印尼火山灰,應改轉(zhuǎn)發(fā)給情報,收電地址應該為ZBTJOIXX,電報應通過OIT轉(zhuǎn)發(fā)到情報。我們改不了電報的收電地址,只能通過修改路由表,把ZBZZNFNX的報文轉(zhuǎn)發(fā)到OIT。

      2.2 交換機故障出現(xiàn)的環(huán)路及其解決辦法

      2014轉(zhuǎn)報系統(tǒng)的ip管理終端出現(xiàn)超時告警,不能通過遠程登錄查看轉(zhuǎn)報主備機的工作情況。筆記本接入交換機時,筆記本屏幕上顯示ip地址沖突。筆記本上設置的ip地址也沒有與轉(zhuǎn)報系統(tǒng)中的ip地址相沖突,怎么會出現(xiàn)ip地址沖突,只能是網(wǎng)絡中出現(xiàn)了環(huán)路,趕緊拔掉一臺交換機的電源,重啟交換機,再次查看轉(zhuǎn)報系統(tǒng),告警音消失,系統(tǒng)工作正常。

      3 系統(tǒng)設計形成的環(huán)路及解決方法

      3.1 環(huán)路的危害

      根據(jù)以太網(wǎng)的原理,當以太網(wǎng)交換機節(jié)點收到一個廣播幀或未知單播幀時,會向其他所有端口泛洪該幀。交換機節(jié)點通過泛洪的方式,很容易將廣播幀或未知單播幀轉(zhuǎn)發(fā)給目的主機。但是,當網(wǎng)絡中有環(huán)路存在時,廣播幀會在環(huán)路的各個交換機節(jié)點上依次泛洪和轉(zhuǎn)發(fā),最終回到源交換機節(jié)點,而源交換機節(jié)點收到該廣播幀后,并不會丟棄,繼續(xù)按照廣播幀的轉(zhuǎn)發(fā)方式進行泛洪,因此廣播幀會永無休止地在交換機的節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā),最終流量越來越大,耗盡帶寬,網(wǎng)絡癱瘓。因此,交換機需要配置stp協(xié)議,解決環(huán)路問題。

      3.2 交換機之間的環(huán)路

      2014轉(zhuǎn)報系統(tǒng)為了保證轉(zhuǎn)報系統(tǒng)不受單個設備出現(xiàn)故障影響系統(tǒng)工作,系統(tǒng)對交換網(wǎng)絡進行冗余設計:交換機冗余和網(wǎng)線冗余。兩個交換機之間使用雙網(wǎng)線連接,ip管理終端通過兩個網(wǎng)口分別連到交換機A和交換機B。為了解決兩個交換機之間的環(huán)路問題,對兩臺交換機進行配置,交換機之間連接的接口使用以太通道,交換機會把一組物理端口聯(lián)合起來,作為一個邏輯的通道,也就是channel-group,這樣交換機會認為這個邏輯通道為一個端口。這么做有三個好處:增加帶寬,帶寬相當于組成組的端口的帶寬總和。 增加冗余,只要組內(nèi)不是所有的端口都down掉,兩個交換機之間仍然可以繼續(xù)通信。負載均衡,可以在組內(nèi)的端口上配置,使流量可以在這些端口上自動進行負載均衡。

      交換機之間雙網(wǎng)線接口的配置:

      switchport mode trunk

      channel-protocol lacp

      channel-group 1 mode active

      3.3 轉(zhuǎn)報主備機同交換機連接形成的環(huán)路

      由于轉(zhuǎn)報主機和備機使用雙網(wǎng)口和交換機相連,雙網(wǎng)口使用同一個ip地址,因此,交換機需要配置stp協(xié)議,有的端口處于blocking狀態(tài),使網(wǎng)絡中不會出現(xiàn)環(huán)路。 使用stp的端口啟動要經(jīng)過5個狀態(tài):disable 、blocking 、listening、 learning 和forwarding 。在STP選舉過程中,端口是不能轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)的。端口一開始處于阻塞狀態(tài),這個狀態(tài)只能接收BPDU;一個接口20秒沒收到BPDU,也就是到了最大時間,端口會進入偵聽狀態(tài),這時接口可以接收BPDU,并開始發(fā)送BPDU;發(fā)送15秒的BPDU,接口將會為轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)做準備,也開始學習MAC地址,這個狀態(tài)叫學習狀態(tài);再經(jīng)過15秒的學習后,端口進入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài),轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)是一個正常的接口。從disable狀態(tài)到forwarding狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要50秒,也就是說如果一個連接到交換機的終端網(wǎng)線斷開,重新連接到能夠正常收發(fā)數(shù)據(jù),至少將近1分鐘,才能正常轉(zhuǎn)發(fā)報文。因此,連接異步單元、超級終端、轉(zhuǎn)報主機和備機的端口使用portfast端口模式,快速收斂,可以很快地從blocking狀態(tài)轉(zhuǎn)變成forwarding狀態(tài),加快生成樹收斂時間。缺點是如果這個端口接入了網(wǎng)絡設備,容易造成二層環(huán)路。

      異步單元、超級終端、轉(zhuǎn)報主備機到交換機連接的配置:

      switchport mode access

      spanning-tree portfast

      3.4 網(wǎng)絡中出現(xiàn)環(huán)路后的處理

      盡管對交換機做了配置,利用生成樹算法、在以太網(wǎng)絡中,創(chuàng)建一個以某臺交換機的某個端口為根的生成樹,避免環(huán)路。在以太網(wǎng)絡拓撲發(fā)生變化時,通過生成樹協(xié)議達到收斂保護的目的,解決環(huán)路問題,但是還是可能由于協(xié)議運行中出現(xiàn)問題,出現(xiàn)環(huán)路故障,在這種情況下,我們只能手動破壞環(huán)路,使設備快速恢復正常。

      4 結(jié)束語

      環(huán)路故障是我們使用網(wǎng)絡中可能遇到的一個問題,它能使整個系統(tǒng)癱瘓,危害性很大,有時會使我們誤認為是設備出現(xiàn)故障,其實有些時候設備沒有出現(xiàn)問題,是我們的上層應用出現(xiàn)了問題,或者是交換機上運行的協(xié)議出現(xiàn)了問題。為了快速發(fā)現(xiàn)環(huán)路故障,平時對設備間的連線要做好標識,不同類型的接口使用不同顏色的網(wǎng)線。對交換機連接設備的接口做好記錄,當出現(xiàn)故障時,根據(jù)故障現(xiàn)象,根據(jù)資料,仔細認真分析,抓住本質(zhì),這樣才能快速解決問題。

      參考文獻:

      [1] Evan Marcus,Hal Stern.高可用性系統(tǒng)設計[M]. 汪青青,盧祖英,譯.清華大學出版社,2005.

      [2] Radia Perlman. 網(wǎng)絡互連:網(wǎng)橋·路由器·交換機和互連協(xié)議[M].機械工業(yè)出版社,2002.

      [3] DMHS-M系統(tǒng)管理員培訓教程.endprint

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