更改EtherChannel成員介面會導致中斷

簡介

本檔案將說明EtherChannel成員介面中的任何變更引起的停機的根本原因分析。

必要條件

EtherChannel是在跨距樹狀目錄通訊協定(STP)上執行的第2層回圈/星型/網狀/備援拓撲的一部分。

需求

思科建議您瞭解以下主題：

基本瞭解

• Cisco交換和Catalyst操作
• STP
• EtherChannel負載平衡

採用元件

本檔案中的資訊是根據以下軟體和硬體展覽品版本，但不限於：

• 思科C9000交換機
• 虛擬交換器連結(VSL)設定
• 乙太通道

本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您的網路運作中，請確保您瞭解任何指令可能造成的影響。

背景資訊

本檔案將說明變更（例如在EtherChannel成員介面中新增/刪除/移除連結或成員介面連結從一個連線埠移動到另一個連線埠）的根本原因。此外，還概述了緩解計畫，以避免此類意外停機。

問題描述

通常，向現有EtherChannel新增成員介面鏈路不能導致任何停機或流量轉發中斷。同樣，在刪除成員介面鏈路之後，如果EtherChannel的剩餘頻寬大於在刪除鏈路之前的整體利用率，則一定不會出現任何流量中斷。但在特殊的第2層環路拓撲中，前面提到的情形會導致幾秒鐘的停機時間。

拓撲

說明

Laptop 1的IP地址是10.10.10.50/24,Laptop 2的IP地址是10.10.10.51/24。兩者位於同一個VLAN中。

9600核心交換機通過po1連線到9500 Dist1，通過po2連線到9500 Dist2。

9300存取交換器透過介面GI 1/0/14連線到9500 Dist 1，並透過GI 1/0/46連線到9500 Dist 2。

Laptop 1和Laptop 2之間的整體資料包路徑為：

Laptop 1 > (GI 1/0/1) Cat 9300 (GI 1/0/46) > (Te 1/0/12) Cat 9500 Dist 2 (Port-channel 1) > (Port-channel 2) Cat 9600 (Port-channel 4) > (Port-channel 1) Cat 9500 Dist 4 (Te 1/0/1) > Laptop 2

但是，根據負載均衡演算法，Laptop 1和Laptop 2之間有兩個資料包路徑選項。

選項1: Laptop 1 > (GI 1/0/1) Cat 9300 (GI 1/0/46) > (Te 1/0/12) Cat 9500 Dist 2 (Te1/0/4) > (Twe 1/1/0/24) Cat 9600 - Active (Twe 1/1/0/8) > (Twe 1/0/5) Cat 9500 Dist 4 (Te 1/0/1) > Laptop 2

選項2: Laptop 1 > (GI 1/0/1) Cat 9300 (GI 1/0/46) > (Te 1/0/12) Cat 9500 Dist 2 (Te1/0/5) > (Twe 2/1/0/10) Cat 9600 - Standby (Twe 2/1/0/34) > (Twe 1/0/8) Cat 9500 Dist 4 (Te 1/0/1) > Laptop 2

最初，由於兩個介面連線到Cat 9300以便到達根網橋9600，因此根據STP路徑選擇標準，其中一個介面GI 1/0/14被置於備用阻塞狀態，而GI 1/0/46處於根轉發狀態。

為了從Cat 9300到達根，無論是從介面GI 1/0/14還是從GI 1/0/46到達根都相同並等於30000。

Cat 9300#show spanning-tree

VLAN0001
Spanning tree enabled protocol rstp
Root ID    Priority    24577
Address    549f.c666.c580
Cost       30000
Port       46 (GigabitEthernet1/0/46)
Hello Time  2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address     2416.9d7a.2480
Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
Aging Time  300 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------
GI 1/0/14            Altn BLK 20000     128.14   P2p 
GI 1/0/46            Root FWD 20000     128.46   P2p 

Cat 9600#show spanning-tree 
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol rstp
Root ID    Priority    24577
Address     549f.c666.c580
This bridge is the root
Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Bridge ID  Priority    24577  (priority 24576 sys-id-ext 1)
Address     549f.c666.c580
Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
Aging Time  300 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
Po1                 Desg FWD 10000     128.3433 P2p 
Po2                 Desg FWD 10000     128.3434 P2p  
Po3                 Desg FWD 10000     128.3435 P2p 
Po4                 Desg FWD 10000     128.3436 P2p 

當前STP狀態：

Cat 9600#show spanning-tree  detail | include is exec|changes|from

VLAN0001 is executing the rstp compatible Spanning Tree protocol
Number of topology changes 8 last change occurred 00:10:28 ago
from Port-channel1

從9600的Port-channel 2關閉其中一個成員介面(Twe 2/1/0/10)的活動將導致：

1. Cat 9600和Cat 9500 Dist 2之間的埠通道的STP路徑開銷從10000到20000的增量。

Cat 9600#show spanning-tree 
VLAN0001
Spanning tree enabled protocol rstp
Root ID    Priority    24577
Address     549f.c666.c580
This bridge is the root
Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec

Bridge ID  Priority    24577  (priority 24576 sys-id-ext 1)
Address     549f.c666.c580
Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
Aging Time  300 sec

Interface   Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------
Po1         Desg FWD 10000     128.3433 P2p 
Po2         Desg FWD 20000     128.343  P2p <<
    
     
     
Po3         Desg FWD 10000     128.3435 P2p  
     
Po4         Desg FWD 10000     128.3436 P2p  
    

2.從Cat 9300到介面GI 1/0/46的30000向40000的STP路徑開銷的增量。因此，9300會選擇介面GI 1/0/14作為具有較少STP路徑成本的根連線埠。

Cat 9300#show spanning-tree 

VLAN0001
Spanning tree enabled protocol rstp
Root ID    Priority    24577
Address     549f.c666.c580
Cost        30000
Port        14 (GigabitEthernet1/0/14)
Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
Bridge ID  Priority    32769  (priority 32768 sys-id-ext 1)
Address     2416.9d7a.2480

Hello Time   2 sec  Max Age 20 sec  Forward Delay 15 sec
Aging Time  300 sec

Interface           Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
GI 1/0/14            Root FWD 20000     128.14   P2p  <<<<< GI 1/0/14 is coming to forward state 
GI 1/0/46            Altn BLK 20000     128.46   P2p 

3.此更改會導致生成整個生成樹域中的拓撲更改通知(TCN)。

Cat 9600#show spann det | inc is exec|changes|from

VLAN0001 is executing the rstp compatible Spanning Tree protocol
Number of topology changes 9 last change occurred 00:03:21 ago
from Port-channel1 <<< TCN is received over port-channel 1

由於生成樹重新收斂，網路中可能會出現中斷。

中斷的時間間隔可能因其他因素和協定而異。

從Laptop 1向Laptop 2發起連續ping操作可以證明網路中乙太網通道更改的即時影響。

同樣，在Cat 9500 Dist 1和Cat 9600核心交換機之間的埠通道1上新增成員介面會降低STP成本，還會影響拓撲更改。

根本原因

新增或刪除EtherChannel的成員介面會改變其STP埠成本。這可能會導致STP重新融合和TCN生成。

緩解

選項1：使用以下步驟對更改期間EtherChannel的STP成本進行硬編碼：

步驟 1.瞭解計畫更改（新增或刪除成員介面）的EtherChannel的現有STP成本。

Cat 9600#show spanning-tree interface port-channel 1

Vlan                Role Sts Cost      Prio.Nbr Type
------------------- ---- --- --------- -------- --------------------------------
VLAN0001            Desg FWD 10000     128.3433 P2p

在此案例中，VLAN 1的10000本是固定的。

步驟 2.硬編碼相同的STP成本。

Switch#

Switch#configure terminal
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#interface port-channel 1
Switch(config-if)#spanning-tree cost 10000
Switch(config-if)#end

Switch#

同樣，必須在對等裝置連線的介面上完成成本更改配置。

步驟 3.執行更改。
其中包括：

• 將成員介面新增到現有EtherChannel

或

• 從現有EtherChannel中刪除成員介面

或

• 關閉/不關閉任何成員介面

或

• 成員介面從一個埠移動到另一個埠

新增或刪除成員介面不會對STP拓撲造成任何影響，因為鏈路的STP開銷是硬編碼的。

附註：

緩解計畫會影響直通式處理計算並產生副作用。但是，這在EtherChannel的任何活動中都非常有用，因為在該活動中需要臨時更改成員介面的數量。

請考慮以下情況：在特定網路活動期間需要關閉EtherChannel的成員介面，並在結束時恢復成員介面。在這種情況下，可以在練習開始時將EtherChannel的STP成本硬編碼為其預設值。

關閉相應的成員介面，完成練習並恢復介面；稍後，再次預設STP成本。使用此方法可以避免STP重新收斂。

建議謹慎地將生成樹成本還原為各自更改末尾的預設設定。

選項2：對於一些設計，可以使用其他方法避免中斷，如生成樹增強功能，例如上行鏈路快速、根防護等。

相關資訊

• https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst4000/8-2glx/configuration/guide/spantree.html#wp1193602
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