前些日子我处的数据业务发生故障，数据说是传输的，传输推是数据的，日前看到下边的内容，感觉是双方的。不过这个事情不能给领导说，否则是。。。

内容摘要：

随着MSTP概念的推广和产品的大量应用，对以太网传输的维护也提出了较高的要求，问题可能涉及设备调测，也可能涉及同其它网络设备的对接。要准确定位各类问题，仅仅掌握SDH技术是远远不够的，更需要对数据通信技术、产品有较深的认识，从网络整体角度来分析、解决问题。本文主要结合以太网基础知识进行分析，总结最近华为客户服务热线受理的一些比较经典的案例，希望能加深广大维护工程师对MSTP产品的理解，提升维护水平。

1.1 背景知识

1.1.1 以太网的工作模式及端口属性设置说明

以太网业务信号在不同的以太网接口板上的处理过程是不同的，下面以OptiX 2500+的ET1板进行说明。

以太网业务信号进入ET1板后，经过以太帧的拆分、重组后，被分组到各个VC-12；再经复用、映射到VC-4后，送入交叉连接单元，完成业务时隙的调配；最后通过交叉连接单元送往线路板，完成业务信号由支路上线路的功能。

【端口工作模式】

以太网技术的发展可以分为两个主线：

a、速率的增加，从10Mbps－100Mbps－1000Mbps－10Gbps

以太网帧格式始终保持一致，即可以实现不同速率以太网之间的“无缝”桥接，有利于交换机转发速率的提高和成本的降低。

b、双工技术的发展，从半双工－全双工

与半双工以太网不同的是，全双工的工作原则是“有则发送”，不需要理会通信介质的忙闲状态也不检测冲突，其实现基础为：

1、端口支持全双工模式；

2、通信介质独享（点对点通信）。

速率和双工模式的组合可以构成多种端口工作模式，为了简化组网配置、解决端口对接问题，诞生了自协商技术：通过双方的“握手”（脉冲协商信号），使双方工作在都能支持的最高级别模式下。

目前，支持速率和双工模式协商的主要是10/100M电口，而光纤以太网一般不支持速率和双工模式的协商（只支持全双工），GE的自协商主要用于协商流控参数。

端口工作模式的问题，此处还有以下几点需要注意：

1、HUB仅支持半双工模式，与HUB对接时严禁设置端口为全双工；

2、某些设备端口（比如PC）虽然可以设置为全双工或半双工模式，但设置后并不生效，即端口实际只能工作在自协商模式。（备注：目前也有些设备端口可支持设置，且设置后生效。）

3、以太网光接口若全双工VS自协商，则Link不能建立。

【对接时端口工作模式要求】

我们的Metro设备中的ET1板的8个以太网端口能够提供五种工作模式，自协商、100M全双工、100M半双工、10M全双工、10M半双工。 正确设置网口的工作模式需要本设备和对端设备配合完成。为保证业务的通畅，需要协调设置对接双方端口工作模式一致。

如果对端设备使用固定的全双工模式，则METRO设备的网口需要设置为同等速率的固定的全双工模式；因为根据IEEE 802.3的规定（详见IEEE 802.3 [2000版]第28章第2节），当自协商的端口与固定模式的端口对接时，自协商一方应通过并行检测（Parallel Detection)机制工作于同等速率的半双工模式下；此时数据量少时，业务也能通（如ping 业务能通）， 但是数据量大时，就会造成业务完全中断。到网上运行时就会出现业务时断时续。因此在对端设备使用固定的全双工模式时，不建议将METRO的端口设置为自协商模式。

【端口工作模式不一致时性能检测方法】

通过分析相应的以太网性能事件，可以较顺利的定位出是否存在对接端口工作模式不一致的情况：

1、本端是全双工，如果对端为半双工，必然有大量碰撞，而本端由于工作在全双工下所以不监听信道，不会直接丢弃碰撞后的包，会将收到的所有包进行CRC校验，因此“接收有CRC错的数据包”值较大即出现大量CRC校验错的包。

2、本端是自适应，与碰撞有关的几个性能事件的值如果是零，说明链路工作在全双工模式下，对端是自协商且两端都自适应到了全双工模式，反之则工作在半双工模式下。

3、本端是半双工，如果“发送过程中出现的碰撞次数”较大，以及“丢弃的数据包数上报”和“超过16次碰撞的数据包数”值不为零，那么说明对端很可能工作在全双工模式下。

总之在Metro采用ET1的实际组网中，不能简单的以开局的时候能Ping通就认为一切正常，为了保障以后以太网业务的稳定，必须将对接两端的工作模式设置在一个合理的相同的模式下。

【VLAN与Tag标签】

VLAN（Virtual Local Area Networks）即虚拟局域网。

802.1q VLAN帧与原以太网帧相比，在帧头中的源地址后增加了一个4字节的802.1q帧头。这4个字节的802.1q标签头包含了2个字节的标签协议标识（TPID--Tag Protocol Identifier）和两个字节的标签控制信息（TCI--Tag Control Information）。

端口属性为Tag的端口能够识别含有Tag标签的数据包，其中Tag标签中的12个bit用于标识VLAN ID。

【端口TAG属性设置原则】

ET1的以太网端口与LANSWITCH等设备的TAG端口对接时，应设置TAG属性；对于不支持802.1Q的设备（如计算机、HUB），我们可将单板的以太网的IP端口的TAG属性设置为UNTAG，并设置端口默认的VLAN ID号，而MP端口侧的TAG属性设置为TAG。TAG属性一定要按照规定来设置，如果TAG属性设置错误则可能导致业务不通。

1.1.2 CSMA/CD

IEEE 802.3主要定义了带冲突检测的载波监听多路访问算法（CSMA/CD：Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。CSMA/CD与人际间的通话非常相似（即先听再说，假设很多人在聊天，同一时间只允许一个人讲话），其实现的核心在于对通信介质的持续监听和信号发生碰撞后的延迟与再次发送，从而实现了通信介质的共享、完成多方通信。

由算法原理可知，基于CSMA/CD的以太网是一种半双工技术，以信号碰撞和重传为代价，因此当网络的通信需求上升到一定量后，碰撞的概率增大，相应网络整体效率下降。

1.1.3 以太网各种错帧（Ethernet Ⅱ）

以下几种为常见的以太网错帧：

1、CRC校验错

以太网帧的最末部分为4个字节的帧校验序列字段，接收端通过CRC（循环冗余校验）来校验帧在传送过程中是否发生差错（误码）。对于CRC校验出错的帧，一律丢弃。

2、超短帧

小于64字节的帧，认为是信号碰撞产生的残片，一律丢弃。

3、超长帧

超过端口允许的最长长度的帧，一律丢弃，MSTP系列产品端口默认最长帧为1522字节（可设置）。

若全双工VS半双工，大量碰撞的会导致端口接收到不完整的帧，如果残片小于64字节，则认为是超短帧，直接丢弃；如果残片不小于64字节，则进行CRC校验，但由于帧校验序列字段错误，则认为是CRC错帧，也会丢弃。

4、Alignment

字节对齐错，比较少见，一般为硬件故障引起，碰撞也可能引起该类错包。

1.1.4 以太网流控

当设备的数据处理/转发能力小于端口接收到的流量时，即发生了拥塞，为减少因缓存溢出而导致的丢包，必须进行适当的流量控制。

基于CSMA/CD的半双工以太网，有两种方法实现流控：

1、强行与将要到达的帧发生冲突；

2、强行使信道处于忙状态。

由于半双工以太网的现实意义不大，目前各种设备主要实现的是全双工以太网的显式流量控制：在发生拥塞的时候，端口发送特定的流控帧（PAUSE帧）到对端，对端接收到流控帧后便停止数据发送一段时间，从而减缓端口的拥塞压力。

PAUSE帧是一种标准的以太网帧，其类型域的值为0x8808，净荷的主要内容为slot time（表明需要对端暂停数据发送的时间，若slot time为0，则表示对端可以立即恢复数据发送）。

对于华为MSTP产品系列以太网单板而言，都支持在自身拥塞的情况下向对端发送流控帧，但slot time一般为固定值（产品不同、版本不同，则取值不同）。

流控的模式：

1、非自协商流控

不使能：只发送、只接收；使能（既发送又接收）

2、自协商流控

不使能：非对称流控（只发送，不处理）；对称流控：both

对于接收到的流控帧，不同的单板处理方式不完全相同：

支持情况：

ET1单板：   支持非自协商流控

EFGS系列单板：支持非自协商、自协商流控

EFGT系列单板：支持非自协商、自协商流控

1.1.5 VLAN

对于ET1V1版本而言，VLAN的作用在于业务汇聚功能时用作路由标志，即通过配置VLAN路由实现以太网业务的汇聚功能，此时，有如下要求：

1、中心网元ET1的以太网端口设置为TAG属性；

2、中心网元ET1对接的宽带数通设备必须具备可以进行VLAN的划分的功能（一般根据目的IP地址划分不同的VLAN）。

3、其他网元不做要求，根据实际情况灵活配置。

其他场合，一律建议配置端口路由。

对于ET1V2版本而言，VLAN的作用在于隔离，即通过VLAN过滤表实现端口的隔离，再在VLAN过滤表内通过二层交换实现帧的转发。

【VLAN与Tag标签】

VLAN（Virtual Local Area Networks）即虚拟局域网。

802.1q VLAN帧与原以太网帧相比，在帧头中的源地址后增加了一个4字节的802.1q帧头。这4个字节的802.1q标签头包含了2个字节的标签协议标识（TPID--Tag Protocol Identifier）和两个字节的标签控制信息（TCI--Tag Control Information）。

端口属性为Tag的端口能够识别含有Tag标签的数据包，其中Tag标签中的12个bit用于标识VLAN ID。

【端口TAG属性设置原则】

ET1的以太网端口与LANSWITCH等设备的TAG端口对接时，应设置TAG属性；对于不支持802.1Q的设备（如计算机、HUB），我们可将单板的以太网的IP端口的TAG属性设置为UNTAG，并设置端口默认的VLAN ID号，而MP端口侧的TAG属性设置为TAG。TAG属性一定要按照规定来设置，如果TAG属性设置错误则可能导致业务不通。

1.1.2 CSMA/CD

IEEE 802.3主要定义了带冲突检测的载波监听多路访问算法（CSMA/CD：Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。CSMA/CD与人际间的通话非常相似（即先听再说，假设很多人在聊天，同一时间只允许一个人讲话），其实现的核心在于对通信介质的持续监听和信号发生碰撞后的延迟与再次发送，从而实现了通信介质的共享、完成多方通信。

由算法原理可知，基于CSMA/CD的以太网是一种半双工技术，以信号碰撞和重传为代价，因此当网络的通信需求上升到一定量后，碰撞的概率增大，相应网络整体效率下降。

1.1.3 以太网各种错帧（Ethernet Ⅱ）

以下几种为常见的以太网错帧：

1、CRC校验错

以太网帧的最末部分为4个字节的帧校验序列字段，接收端通过CRC（循环冗余校验）来校验帧在传送过程中是否发生差错（误码）。对于CRC校验出错的帧，一律丢弃。

2、超短帧

小于64字节的帧，认为是信号碰撞产生的残片，一律丢弃。

3、超长帧

超过端口允许的最长长度的帧，一律丢弃，MSTP系列产品端口默认最长帧为1522字节（可设置）。

若全双工VS半双工，大量碰撞的会导致端口接收到不完整的帧，如果残片小于64字节，则认为是超短帧，直接丢弃；如果残片不小于64字节，则进行CRC校验，但由于帧校验序列字段错误，则认为是CRC错帧，也会丢弃。

4、Alignment

字节对齐错，比较少见，一般为硬件故障引起，碰撞也可能引起该类错包。

1.1.4 以太网流控

当设备的数据处理/转发能力小于端口接收到的流量时，即发生了拥塞，为减少因缓存溢出而导致的丢包，必须进行适当的流量控制。

基于CSMA/CD的半双工以太网，有两种方法实现流控：

1、强行与将要到达的帧发生冲突；

2、强行使信道处于忙状态。

由于半双工以太网的现实意义不大，目前各种设备主要实现的是全双工以太网的显式流量控制：在发生拥塞的时候，端口发送特定的流控帧（PAUSE帧）到对端，对端接收到流控帧后便停止数据发送一段时间，从而减缓端口的拥塞压力。

PAUSE帧是一种标准的以太网帧，其类型域的值为0x8808，净荷的主要内容为slot time（表明需要对端暂停数据发送的时间，若slot time为0，则表示对端可以立即恢复数据发送）。

对于华为MSTP产品系列以太网单板而言，都支持在自身拥塞的情况下向对端发送流控帧，但slot time一般为固定值（产品不同、版本不同，则取值不同）。

流控的模式：

1、非自协商流控

不使能：只发送、只接收；使能（既发送又接收）

2、自协商流控

不使能：非对称流控（只发送，不处理）；对称流控：both

对于接收到的流控帧，不同的单板处理方式不完全相同：

支持情况：

ET1单板：   支持非自协商流控

EFGS系列单板：支持非自协商、自协商流控

EFGT系列单板：支持非自协商、自协商流控

1.1.5 VLAN

对于ET1V1版本而言，VLAN的作用在于业务汇聚功能时用作路由标志，即通过配置VLAN路由实现以太网业务的汇聚功能，此时，有如下要求：

1、中心网元ET1的以太网端口设置为TAG属性；

2、中心网元ET1对接的宽带数通设备必须具备可以进行VLAN的划分的功能（一般根据目的IP地址划分不同的VLAN）。

3、其他网元不做要求，根据实际情况灵活配置。

其他场合，一律建议配置端口路由。

对于ET1V2版本而言，VLAN的作用在于隔离，即通过VLAN过滤表实现端口的隔离，再在VLAN过滤表内通过二层交换实现帧的转发。

1.1.6 封装与拆片

数据业务具有突发和不定长的特性，这与要求严格同步的SDH帧有很大的区别，因此需要引入合适的数据链路层适配协议来完成以太数据封装，包括数据缓存、队列调度等，实现以太网到SDH VC的帧映射。

ET1系列单板的处理方式：发端首先将以太网帧拆成N个64字节长度的分片，然后采用ML-PPP协议对各个分片进行封装并依次轮循映射到绑定的VC12中，其中每个分片对应一个VC12。接收端首先从VC12中恢复出完整的分片，然后再将N个分片合成一个完整的以太网帧。

EGT/EMS/EFS系列单板的处理方式：发端不对以太网帧进行拆片，而是采用LAPS/GFP协议将整个以太网帧进行封装，然后以字节流依次轮循映射到绑定的VC中。接收端首先从VC中取出数据，然后去掉封装恢复成一个完整的以太网帧。

疑问：如果数据在传输过程中，即SDH侧出现误码，单板如何处理？

解答： 无论是何种封装协议，在封装时都会加入CRC校验，接收端在恢复成完整的以太网帧时，会对数据进行相应的CRC校验，如果校验错，则直接丢弃相关数据，不会将产生错误的以太网帧发送出去。

1.1.7 常用单板性能指标

1、吞吐量（Throughput）：网络不丢帧情况下的最大速率，是最直接反映“带宽”的一个性能指标；

2、时延（Latency）：设备的处理过程引入的延时；

3、丢帧率（Frame Loss Rate）：在网络稳定状态下由于网络资源缺乏造成的不能转发的数据帧和总数据帧的百分比，理论上，吞吐量+丢帧率＝100%；

4、背靠背（ Back-to-Back ）：长度固定的数据帧以最小间隔的速率（即对应介质的最大速率）向设备发帧，不丢帧时的最大发送帧数目。

当然，在故障定位时，要综合考虑以上几种性能指标对业务带来的影响。

另外，长期稳定性测试能反映出系统在一定负荷下长期工作的可靠性，对于用户反映业务有少量丢包的故障，最终可通过此项测试来判断是否为MSTP产品故障引起。

综合而言，MSTP产品提供的是链路层和物理层功能，任何严格意义上的测试都必须是仅仅基于这两层的，其他通过一些软件手段进行的测试由于引入了高层协议、软件实现等多种外部因素，都只能在一定程度上近似的反映出MSTP产品的部分性能指标，并不准确，不推荐做为衡量标准。

疑问：为何吞吐量测试时，测试用的帧长度不同，则测试结果不同？

解答：主要是帧间间隔、前导码等不需经过SDH传送（由对端直接重生），即不占用通道绑定的带宽。

1.1.8 性能事件（RMON）

不同以太网特性单板提供了不同的性能监视功能，具有RMON特性的单板还可以提供相关性能值越界告警，在日常维护和故障定位中，性能事件（RMON）是一个很好的辅助工具。

在众多性能事件中，通常需要重点关注以下内容：

1、各种错包

a、CRC错和超短帧：首先排除端口模式不匹配的问题，其次是网线质量（干扰）的可能性，最后定位是否为网口硬件故障。

b、Alignment：首先排除碰撞的可能性，如错包数量较多，建议更换硬件（对端设备故障可能性较高）。

c、发送错包：一般为本端FIFO处理能力瓶颈引起或硬件故障，如错包数量较多且频繁，建议更换单板。

2、流控帧

表明网络流量过大，建议用户适当调整业务负载或进行流量整形。

3、碰撞与退避

表明本端口工作在半双工模式下，建议查询对端是否也工作在半双工模式。

对于其他性能事件，日常维护中不必过分关注。

1.2 以太网常见故障定位思路处及问题处理方法

1.2.1 故障定位思路与要求

与SDH故障定位思路一样，以太网故障定位也遵循“先外部、再内部；先软件、再硬件；先单板、再系统”的原则，充分利用性能事件、环回、测试帧等技术手段，结合工具软件、测试仪表进行有计划有步骤的定位。同时，定位手段应具有针对性，这就要求工程师具备从纷繁的故障现象中迅速判断故障大致原因的能力，这种能力来源于两个方面：1、对数据通信技术和SDH技术的深入了解；2、经验的积累。

与SDH定位不同的是，以太网本身缺乏网络管理、监控能力，即OAM功能很弱，这种劣势往往需要更多的使用工具软件和仪表来弥补。同时，故障往往牵涉传输和数通两大产品，这就要求工程师能站在整个网络的高度、业务的角度来看待问题，而不是仅仅看到SDH网络。

1.2.2 常见故障现象及原因

发生以太网故障时，常见的故障现象有：

l           业务不通；

l           开通的业务异常，如：上网速度慢，设备时延较大，业务有丢包，发送或者接收的数据有错包。

常见原因如下表所示。

1.2.3 以太网故障定位时如何找准问题的锲入点？

原则：

与SDH故障定位思路一样，以太网故障定位也遵循“先外部、再内部；先软件、再硬件；先单板、再系统”的原则，充分利用性能事件、环回、测试帧等技术手段，结合工具软件、测试仪表进行有计划有步骤的定位。

步骤：

弄清故障现象：1）业务全阻；2）业务部分丢包；3）非故障。

查询伴随的告警和性能：1）SDH侧；2）以太网侧。

难点：

判定故障界面：1）MSTP故障；2）数通产品故障；3）对接故障。

1.2.4 常见故障处理步骤

l           检查SDH告警及业务

出现以太网业务故障时，首先通过网管，检查SDH业务是否正常，是否有SDH类型的告警。

l           检查并分析性能事件

当以太网业务异常时，以太网单板通常会上报性能事件。下表列出了性能事件与故障原因的对应关系。

好的

好贴,我们今天也碰到依塞ECI 1000传输设备的以太网卡（支持二层交换）与华为交换机能连接，但出现不正常现象。还没找出原因。