大量TC报文导致框式交换机ARP学习异常

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组网情况

如图1所示，Switch-A和Switch-B通过Eth-Trunk链路直连，配置VRRP协议，Switch-A为VRRP主设备，Switch-B为VRRP备设备。Switch-A和Switch-B做三层网关，下挂多台接入交换机做二层，均使能了STP协议进行破环。二层交换机与接入用户相连。

图1 大量TC报文导致框式交换机ARP学习异常组网图

现象描述

Switch-A交换机上ARP学习异常，有很多Incomplete的ARP表项，下面用户终端的ARP时有时无，业务不稳定。

原因分析

Switch下挂的二层交换机上，STP域的边缘端口均没有配置stp edged-port enable，这些端口状态发生变化时会发送TC报文，Switch收到后进行STP收敛处理，立即清除ARP表项或进行老化探测处理Switch上因为ARP数量比较多，发送大量ARP请求报文进行探测，收到用户的ARP应答报文比较多，超过了cpcar值，部分ARP应答报文丢弃，这些ARP将被老化删除，对应用户业务不能使用。Switch频繁收到这样的TC报文，业务更加不稳定。

操作步骤

1. 登录设备进行观察，查看VLANIF27接口下的ARP。该VLANIF接口接入的是经常在线的用户的服务器。长时间观察，发现接口下的ARP总数有时在50个左右，有时在20个左右，数量不稳定。同时还有Incomplete状态的ARP，IP地址也不固定。学习到的ARP表项的老化时间有时都为0。

   <Switch-A> display arp interface vlanif 27
   IP ADDRESS      MAC ADDRESS     EXPIRE(M) TYPE        INTERFACE   VPN-INSTANCE
   VLAN/CEVLAN
   ------------------------------------------------------------------------------
   10.212.4.3      0025-9e7f-fd01            I -         Vlanif27
   10.212.4.129    0014-38b9-73c3  0         D-0         Eth4/0/42
   27/-
   10.212.4.133    00e0-fc94-cddd  0         D-0         Eth4/0/42
   27/-
   10.212.4.203    0018-7172-5901  0         D-0         Eth4/0/42
   27/-
   10.212.4.107    0011-43a3-388f  0         D-0         Eth4/0/42

   从现象看，Switch应该是收到了TC报文，进行了老化ARP的操作。

2. 通过display stp tc命令也可以看到端口收到的TC报文情况：

   [Switch-A-hidecmd] display stp tc
   ---------- Stp Instance 0 tc or tcn count ----------
   Port GigabitEthernet1/0/0    0
   Port GigabitEthernet1/0/1    0
   Port GigabitEthernet1/0/2    0
   Port GigabitEthernet1/0/3    0
   Port GigabitEthernet1/0/4    87
   Port GigabitEthernet1/0/5    123
   Port GigabitEthernet1/0/6    99
   Port GigabitEthernet1/0/8    71
   Port GigabitEthernet1/0/9    173
   Port GigabitEthernet1/0/10   146
   Port GigabitEthernet1/0/13   8
   Port GigabitEthernet1/0/21   0

3. 分析日志，日志中也显示收到TC报文、进行ARP表项老化处理的记录：

   Apr 19 2011 09:59:58 DCN_S9306_A %%01MSTP/6/RECEIVE_MSTITC(l): MSTP received BPDU with TC, MSTP process 0 instance 0, port name is Ethernet4/0/46.

   同时有arp-reply报文的cpcar丢弃记录：

   Apr 19 2011 09:28:13 DCN_S9306_A %%01QOSE/4/CPCAR_DROP_LPU(l): Some packets are dropped by cpcar on the LPU in slot 1. (Protocol=arp-reply, Drop-Count=061)

基于上面的信息，分析得出：Switch频繁收到TC报文，进行老化ARP表项的操作。设备需要发送大量ARP探测报文，用户终端回应arp-reply报文的数量也很多，超过了cpcar的car值，部分应答报文丢弃，ARP表项就会老化删除，影响到业务应用。

Switch收到的TC报文是下面的接入交换机发送的。接入交换机直接连接PC，端口使能了STP，但是没有配置stp edged-port enable。PC在开机和关机时，很多边缘端口UP、DOWN，交换机就会反复发送TC报文。

将这些边缘端口配置stp edged-port enable后，经过几天的观察，没有再出现问题了，用户的业务运行正常。

建议与总结

类似的问题出现过很多次，交换机做网关，下挂二层交换机接入用户，网络中使用STP协议破环。通常，二层交换机上的STP边缘端口都没有配置stp edged-port enable。用户PC上线、下线，端口就会反复UP/DOWN，设备向STP根节点发送TC报文。网关设备频繁进行STP收敛，清除ARP，导致ARP学习异常。

这种应用场景下，推荐配置：

1. 交换机上配置stp converge normal，这样交换机收到TC报文，不会立即清除ARP，而是发起ARP探测，探测失败才会删除ARP，对流量转发不会造成很大的影响；
2. 二层交换机的STP边缘端口上配置stp edged-port enable，这样边缘端口的状态变化不会引起网络反复进行STP收敛。