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Grundlagen der Weiterleitung: VLANs, LAG, Spanning Tree, Routing

Ein Transceiver-Problem meldet sich nie als Transceiver-Problem. Es erscheint als Spanning-Tree-Topologieänderung, als suspendiertes LAG-Mitglied, als flappender OSPF-Nachbar, als flatternden VXLAN-Tunnel oder als „die Hälfte der Nutzer ist langsam“. Um diese Symptome auf die physische Schicht zurückzuführen, braucht man das Forwarding-Vokabular: wie ein Switch MAC-Adressen lernt, was VLANs und Trunks sind, wie Link Aggregation Flows hasht, warum Spanning Tree Ports blockiert und was Routing-Protokolle tun, wenn ein Link blinkt. Diese Seite ist dieses Vokabular, beschränkt auf das, was zählt, wenn die Ursache ein verschmutzter Steckverbinder sein könnte.

Layer 2: MAC-Lernen und VLANs

KonzeptWas passiertOptik-Aspekt
MAC-Lernendie Quell-MAC jedes Frames wird gegen den Eingangsport gespeichert; unbekannte Ziele werden geflutetein flappender Port verwirft und lernt Einträge neu — kurze Fluten nach jedem Flap
AgingEinträge verfallen (Standard 300 s)—
VLAN (802.1Q)eine Broadcast-Domäne; Frames tragen auf Trunks ein 12-Bit-Tag (1–4094)—
Access-Portein untagged VLAN—
Trunk-Portmehrere getaggte VLANs, ein natives untaggedein Native-VLAN-Mismatch über einen Uplink zeigt sich als partielle Konnektivität, nicht als Link-Fehler
MTU / Jumbo1 500 Byte Standard, 9 000–9 216 Jumboein MTU-Mismatch über einen Uplink lässt kleine Pakete durch, verwirft große — sieht wie intermittierende Optik aus
Storm Control, BPDU Guard, Port SecuritySchutzfunktionen, die Ports abschaltenein durch eine dieser Funktionen errdisabled Port sieht wie ein totes Modul aus (Symptomindex)

Spanning Tree

VarianteKonvergenzHinweise
STP (802.1D)30–50 sLegacy
RSTP (802.1w)< 1–3 sStandard bei den meisten
MSTP (802.1s)wie RSTP, pro InstanzVLAN-Gruppen
PVST+/Rapid-PVST+pro VLANCisco

Spanning Tree blockiert redundante L2-Pfade. Was eine defekte Optik damit anstellt:

  • ein flappender Uplink erzeugt Topology-Change-Notifications (TCN); jede TCN leert die MAC-Tabellen netzweit und verursacht Sekunden von Flooding — Nutzer sehen Stockungen bei jedem Flap (Link-Flapping);
  • ein unidirektionaler Link (eine Faser unterbrochen, Tx funktioniert, Rx nicht) kann eine Schleife erzeugen, wenn keine BPDUs mehr ankommen — UDLD, Loop Guard und Bridge Assurance existieren genau dafür (Kein Link);
  • blockierte Port-LEDs (gelb) sind an redundanten Links normal, kein Fehler (Port-Benennung & LEDs).

Leaf-Spine-Fabrics vermeiden STP, indem sie jeden Link routen.

PunktRegel
ProtokollLACP (802.1AX / 802.3ad): Mitglieder tauschen PDUs aus, handeln die Mitgliedschaft aus; statisches LAG hat keinen Schutz
Mitgliedergleiche Geschwindigkeit, Duplex, MTU; die meisten NOS verlangen gleichen FEC und Medientyp — 4 × 25G-Optik oder 4 × 25G-DAC, nicht gemischt
HashingFlows werden nach Hash von MAC-/IP-/Port-Feldern verteilt; ein Flow überschreitet nie die Geschwindigkeit eines Mitglieds
Mitglied mit FehlernLACP hält es im Bündel, solange PDUs durchkommen; CRC-Fehler auf einem Mitglied verfälschen die auf es gehashten Flows — „manche Sitzungen langsam, andere in Ordnung“ ist das Erkennungsmerkmal (VDM- und FEC-Metriken)
Min-LinksBündel geht down, wenn weniger als N Mitglieder up sind — schützt davor, auf einem einzigen degradierten Link zu laufen
NamenPort-channel, ae, Eth-Trunk, bond, PortChannel je nach NOS
Über zwei SwitchesMLAG/vPC/VLT (Stacking & MLAG)

Praktisch: Wenn ein LAG „funktioniert, aber langsam ist“, die Zähler pro Mitglied und DDM prüfen, nicht das Bündel.

Layer 3: Routing auf dem Switch

KonzeptWas es istOptik-Aspekt
SVI / Routed PortIP-Interface auf einem VLAN oder auf einem physischen Portgeroutete Uplinks haben kein STP; ein Flap ist ein Routing-Ereignis
Statisch / OSPF / IS-IS / BGPRouting-Protokolle; DC-Fabrics nutzen BGP (eBGP pro Link) oder OSPFNachbar-up/down-Logs zeigen genau, welcher Link wann geflappt hat
ECMPEqual-Cost-Multipath über N Uplinks; Flows gehasht wie bei LAGein defekter Uplink degradiert 1/N der Flows; BFD (50–300 ms) erkennt einen Ausfall schneller als Protokoll-Timer
Dampeningunterdrückt die Ankündigung eines flappenden Interfaceseine flappende Optik landet gedämpft — Link „up“, aber Traffic nicht geroutet
VRFgetrennte Routing-Tabellen (Management-VRF!)den Switch über das falsche VRF zu pingen sieht wie ein Link-Fehler aus
First-Hop-Redundanz (HSRP/VRRP)virtuelles Gateway zwischen zwei SwitchesFlaps verursachen einen Gateway-Switchover

Overlays

OverlayWoOptik-Aspekt
VXLAN / EVPNDC-Fabrics: L2 über L3Tunnel laufen über ECMP; ein ausfallender Spine-Link degradiert Tunnel zufällig, nicht deterministisch
MPLS / SRCarrierFast Reroute (< 50 ms) verdeckt Flaps — die Underlay-Zähler prüfen
EVPN-Multihoming (ESI-LAG)ersetzt MLAGMitglieder-Links zu unterschiedlichen Leaves, gleiche Regeln wie bei LAG-Mitgliedern

Flow Control und lossless Klassen

MechanismusZweckOptik-Aspekt
802.3x Pauseden Nachbarn stoppenselten genutzt; globales Pause verdeckt Überlastung
PFC (802.1Qbb)Pause pro Priorität für RoCE/FCoEein Link mit CRC-Fehlern löst Retransmits aus, kein Pause — aber Pause-Stürme von einem flappenden Port können eine lossless Klasse fabric-weit stauen (Lossless Ethernet)
ECNÜberlastung markieren—

Forwarding-Symptome auf die physische Schicht zurückführen

Forwarding-Symptomzu prüfende physische Ursache
STP-TCNs alle paar Minuten, MAC-Flaps in den Logsein flappender Uplink — DDM-Rx-Leistung nahe der Empfindlichkeit, verschmutzter Steckverbinder
LACP-Mitglied „suspended“ / „individual“FEC- oder Geschwindigkeits-Mismatch auf diesem Mitglied; Modul nicht erkannt
OSPF-/BGP-Nachbar-Reset auf einem Linkflappende Optik oder Modul am Temperaturlimit
ECMP: eine Teilmenge der Flows langsam oder verlustbehaftetein Uplink mit unkorrigierbaren FEC-Fehlern / CRC
Jumbo-Frames schlagen fehl, Pings funktionierenMTU — keine Optik
Schleife oder Broadcast-Sturm nach einer Faserreparaturunidirektionaler Link, Polaritätsvertauschung am MPO, fehlendes UDLD
Traffic stoppt nach einem Software-UpgradeDrittanbieter-Optik im neuen Release abgelehnt (Kompatibilitätsmatrizen & Firmware)
Server sieht Link up, kein Trafficfalsches VLAN/Native-Mismatch, oder LAG auf dem Switch und keins auf dem Server

Die physischen Prüfungen hinter jeder Zeile: Symptomindex, Optik auf einem Switch verifizieren.

In CodingBox

Symptome auf der Forwarding-Schicht zeigen auf einen Port; der Port zeigt auf ein Modul; das DDM, die Identität und die Schwellwerte des Moduls — gelesen am Switch oder auf der Werkbank — schließen den Fall. Ein Datensatz pro Modul in der Code-Datenbank macht aus „das LAG war wieder langsam“ ein „Mitglied 3, Serial X, Rx −17 dBm, ersetzt“.


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