环路检测技术

article/2025/10/20 2:58:03

概述

网络中的环路会导致设备对广播、组播以及未知单播等报文进行重复发送，造成网络资源浪费甚至网络瘫痪。为了能够及时发现二层网络中的环路，避免对整个网络造成严重影响，需要提供一种检测技术，使网络中出现环路时能及时通知用户检查网络连接和配置情况，并能够将出问题的接口置于某种受控状态，这种检测技术就是环路检测技术。

技术实现原理

环路检测（Loop Detection）工作于以太网的链路层协议，用来检测物理接口所在的VLAN是否存在环路。设备周期性地发送环路检测报文并检测其是否返回本设备（不要求收、发端口为同一端口）以确认是否存在环路，若某端口收到了由设备发出的环路检测报文，则认定该端口所在链路存在环路。同时，设备将向用户告警以及记录日志，并根据该端口所处的工作模式设置端口的状态(默认设置端口为Shutdown)，从而使端口置于受控状态，尽量减小接入环路对整网的影响。

序号常用环路检测处理模式定义
1Block当系统检测到端口出现环路时，除了生成日志信息外，还会禁止端口学习MAC地址并将端口的入方向阻塞。
2No-learning当系统检测到端口出现环路时，除了生成日志信息外，还会禁止端口学习MAC地址。
3Shutdown当系统检测到端口出现环路时，除了生成日志信息外，还会自动关闭该端口，使其不能收发任何报文。

注意事项：
1、针对Block和No-learning处理的恢复模式，华三和华为网络设备定义：当设备检测到某端口出现环路后，若在三倍的环路检测时间间隔内仍未收到环路检测报文，则该端口上的环路已消除，自动将该端口恢复为正常转发状态，并通知给用户。 默认情况，华三网络设备的环路检测时间间隔是30秒，华为网络设备的环路检测时间间隔是5秒。注意事项：

2、针对Shutdown处理的恢复模式，华三网络设备的定义是：出现环路的端口先被自动关闭，然后在shutdown-interval命令所配置的时间之后自动恢复。如果此时环路尚未消除，该端口将被再次关闭，然后恢复，如此往复直至环路消除。华为网络设备的定义是：出现环路的端口被自动关闭，无法自动恢复，需进入接口模式执行命令shutdown和undo shutdown手动恢复或重启设备。默认情况下，华三和华为网络设备都采用shutdown的处理模式。

适用场景

1、设备物理接口环路，即单端口环路，如设备下联家用路由器或HUB，路由器或HUB接口环路。

2、设备物理接口之间环路，即端口间环路检测。

华三网络设备环路检测配置及分析


华三网络设备软件版本

version 7.1.070, Release 1119P20

华三网络设备环路检测配置命令

####以shutdown处理模式配置

[H3C]interface GigabitEthernet 1/0/1

[H3C-GigabitEthernet1/0/1] loopback-detection action shutdown

[H3C-GigabitEthernet1/0/1] loopback-detection enable vlan 184

[H3C-GigabitEthernet1/0/1] loopback-detection action shutdown

[H3C-GigabitEthernet1/0/1]

####配置设备shutdown-interval的值

[H3C]shutdown-interval ?

  INTEGER<0-300>  Detection interval, in seconds

华三网络设备环路检测查询命令

####仅列举存在环路的物理接口

[H3C]dis loopback-detection

Loop detection is enabled.

Loop detection interval is 30 second(s).

No loop is detected.

华三网络设备环路检测日志分析

华三网络设备物理端口之间的环路场景

####用一根网线先连接华三交换机的G1/0/9口，再连接G1/0/11口

<H3C>Jan  3 04:43:16:346 2013 H3C IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to up.

Jan  3 04:43:16:377 2013 H3C IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to up.

Jan  3 04:43:16:406 2013 H3C IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet1/0/11 changed to up.

Jan  3 04:43:16:415 2013 H3C IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet1/0/11 changed to up.

####G1/0/9和G1/0/11接口物理和协议状态转变成UP状态

Jan  3 04:43:17:781 2013 H3C LPDT/4/LPDT_LOOPED: Loopback exists on GigabitEthernet1/0/11.

Jan  3 04:43:17:803 2013 H3C LPDT/4/LPDT_VLAN_LOOPED: Loopback exists on GigabitEthernet1/0/11 in VLAN 190.

####G1/0/11接口收到环路检测报文，设备判定G1/0/11接口存在环路。环路检测日志关键词：LPDT

Jan  3 04:43:17:850 2013 H3C LPDT/5/LPDT_VLAN_RECOVERED: Loopback on GigabitEthernet1/0/11 in VLAN 190 recovered.

Jan  3 04:43:17:851 2013 H3C LPDT/5/LPDT_RECOVERED: Loopback on GigabitEthernet1/0/11 recovered.

####G1/0/11接口尝试恢复接口UP状态

Jan  3 04:43:17:857 2013 H3C IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet1/0/11 changed to down.

Jan  3 04:43:17:859 2013 H3C IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet1/0/11 changed to down.

Jan  3 04:43:17:892 2013 H3C IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to down.

Jan  3 04:43:17:893 2013 H3C IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to down.

####鉴于交换机环路链路一直存在，最终G1/0/11和G1/0/9先后转变成DOWN状态

华三网络设备单端口环路场景

####交换机G1/0/9连接一台普通家用路由器LAN接口，路由器的另外两LAN接口使用一根网线连接，非WAN口

<H3C>Jan  3 04:44:35:483 2013 H3C IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to up.

Jan  3 04:44:35:488 2013 H3C IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to up.

####G1/0/9接口物理和协议状态转变成UP状态

<H3C>Jan  3 04:45:06:884 2013 H3C LPDT/4/LPDT_LOOPED: Loopback exists on GigabitEthernet1/0/9.

Jan  3 04:45:06:937 2013 H3C LPDT/4/LPDT_VLAN_LOOPED: Loopback exists on GigabitEthernet1/0/9 in VLAN 190.

####G1/0/9接口收到环路检测报文，设备判定G1/0/9接口存在环路。环路检测日志关键词：LPDT

Jan  3 04:45:06:966 2013 H3C LPDT/5/LPDT_VLAN_RECOVERED: Loopback on GigabitEthernet1/0/9 in VLAN 190 recovered.

Jan  3 04:45:06:967 2013 H3C LPDT/5/LPDT_RECOVERED: Loopback on GigabitEthernet1/0/9 recovered.

####G1/0/9接口尝试恢复接口UP状态

Jan  3 04:45:07:012 2013 H3C IFNET/3/PHY_UPDOWN: Physical state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to down.

Jan  3 04:45:07:015 2013 H3C IFNET/5/LINK_UPDOWN: Line protocol state on the interface GigabitEthernet1/0/9 changed to down.

####鉴于家用路由器的环路链路一直存在，最终G1/0/11和G1/0/9先后转变成DOWN状态

华三网络设备环路检测报文分析

 

华为网络设备环路检测配置及分析


华为网络设备软件版本

V200R019C10SPC500

华为网络设备环路检测配置命令

[HUAWEI]interface GigabitEthernet 0/0/1

[HUAWEI-GigabitEthernet0/0/1] loopback-detect packet vlan 1

[HUAWEI-GigabitEthernet0/0/1] loopback-detect enable

[HUAWEI-GigabitEthernet0/0/1]loopback-detect action shutdown

华为网络设备环路检测查询命令

####列举所有物理接口的环路检测状态

[HUAWEI]dis loopback-detect

Loopback-detect sending-packet interval:  5

(A): Auto Loopback-detect

-----------------------------------------------------------------

Interface                     RecoverTime  Action      Status                     

-----------------------------------------------------------------

GigabitEthernet0/0/1          15           shutdown    NORMAL

……

GigabitEthernet0/0/28         15           shutdown    NORMAL

华为网络设备环路检测日志分析


华为网络设备物理端口之间的环路场景

####用一根网线先连接华为交换机的G0/0/9口，再连接G0/0/11口

<HUAWEI>

Sep  9 2021 10:45:27 HUAWEI 01IFPDT/4/IF_STATE(l)[31]:Interface GigabitEthernet0/0/9 has turned into UP state.

Sep  9 2021 10:45:27 HUAWEI 01IFPDT/4/IF_STATE(l)[32]:Interface GigabitEthernet0/0/11 has turned into UP state.

####G0/0/9和G0/0/11接口转变成UP状态

<HUAWEI>

Sep  9 2021 10:45:29 HUAWEI LBDT/4/PORTTRAP:OID 1.3.6.1.4.1.2011.5.25.174.3.3 Loopback exists on interface(17)GigabitEthernet0/0/11 (VLAN 1), loopback detection status: 3, auto loop detection for trap only on VLAN none. (Status 1:normal; 2:block; 3:shutdown; 4:trap; 5:nolearn; 6:quitvlan)

####G0/0/11接口收到环路检测报文，设备判定G0/0/11接口存在环路。环路检测日志关键词：LBDT

Sep  9 2021 10:45:30 HUAWEI 01IFPDT/4/IF_STATE(l)[33]:Interface GigabitEthernet0/0/11 has turned into DOWN state.

Sep  9 2021 10:45:30 HUAWEI 01IFPDT/4/IF_STATE(l)[34]:Interface GigabitEthernet0/0/9 has turned into DOWN state.

<HUAWEI>

####鉴于交换机环路链路的存在，G0/0/11和G0/0/9转变成DOWN状态

华为网络设备单端口环路场景

####交换机G0/0/9连接一台普通家用路由器LAN接口，路由器的另外两LAN接口使用一根网线连接，非WAN口

<HUAWEI>

Sep  9 2021 10:49:31 HUAWEI 01IFPDT/4/IF_STATE(l)[40]:Interface GigabitEthernet0/0/9 has turned into UP  state.

####G0/0/9接口转变成UP状态

Sep  9 2021 10:50:20 HUAWEI LBDT/4/PORTTRAP:OID 1.3.6.1.4.1.2011.5.25.174.3.3 Loopback exists on interface(15)GigabitEthernet0/0/9 (Untagged), loopback detection status: 3, auto loop detection for trap only on VLAN none. (Status 1:normal; 2:block; 3:shutdown; 4:trap; 5:nolearn; 6:quitvlan)

####G0/0/9接口收到环路检测报文，设备判定G0/0/9接口存在环路。环路检测日志关键词：LBDT

Sep  9 2021 10:50:20 HUAWEI 01IFPDT/4/IF_STATE(l)[41]:Interface GigabitEthernet0/0/9 has turned into DOWN state.

Sep  9 2021 10:50:20 HUAWEI 01IFADP/4/PORTDOWNINFO(l)[42]:Interface GigabitEthernet0/0/9 has turned into DOWN state.

<HUAWEI>

####鉴于家用路由器的环路链路的存在，G0/0/9转变成DOWN状态

华为网络设备环路检测报文分析

 

总结

本文介绍环路检测技术原理、适用场景以及华三和华为网络设备环路检测配置分析，希望各位小伙伴有所收获，不足之处，欢迎各位小伙伴留言指正。


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