centosmac centosmac地址发生偏移

问题背景—MAC地址漂移

• 同一个MAC地址在交换机的某个接口上被学习到之后，又在相同VLAN的另一个接口上学习到，这种现象被称为MAC地址迁移。
• 少数的几次MAC地址迁移往往并不被认为是MAC地址漂移，比如运行了VRRP ( Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）的路由器在发生主备切换时，会引发MAC地址迁移，而这被视为正常的现象。
• 只有在短时间内发生大量的MAC地址迁移时，才被认为是MAC地址漂移。
• 在实际组网环境中，引发MAC地址漂移现象的可能性有多个：可能网络中存在二层环路，或者存在攻击行为等。

MAC地址漂移原因示例

二层环路

• 在下图所示的网络拓扑中，网络管理员错误地在SW2及SW3之间连接了一条线缆，而SW1、SW2、SW3所有接口都加入了相同的VLAN，于是三台交换机就构成了一个三角形的二层环路。
• 假设PC1要发送数据给网络中的某个设备时，初始情况下它会以广播的方式发送一个ARP Request报文以请求对方的MAC地址，可以分析一下由这个广播报文引发的问题。

问题现象

（1）PC1发送的广播ARP Request报文到达了SW1：

• SW1首先读取数据帧头部，发现其目的MAC地址为ffff-ffff-ffff，意识到这是一个广播数据帧，它将对其进行泛洪。
• SW1将该数据帧从GE0/0/2及GE0/0/3接口转发出去，
• 与此同时SW1还会学习该数据帧的源MAC地址5489-986e-29ad，并在MAC地址表中创建一个表项，该MAC地址被关联到GE0/0/1
  接口。

（2）SW2在GE0/0/2接口收到SW1泛洪的ARP Request后：

• 读取数据帧头部，知道是广播数据帧，会同样对其进行泛洪，
• SW2将该数据帧从GE0/0/4接口发送出去，
• 与此同时SW2还会在MAC地址表中创建一个表项，记录该帧的源MAC地址5489-986e-29ad与接口GE0/0/2关联。

（3）SW3的报文处理流程（从GE0/0/3接口收到SW1泛洪的ARP Request、从GE0/0/4接口收到SW2泛洪的ARP Request）

• 假设SW3先在GE0/0/3接口收到SW1泛洪的ARP Request后，它将该帧从GE0/0/4接口发送出去，并学习该数据帧的源MAC地址5489-986e-29ad，该地址与接口GE0/0/3关联。
• 之后SW3在GE0/0/4接口收到SW2泛洪的ARP Request后，会将该帧从GE0/0/3接口发送出去，并学习该帧的源MAC地址，该地址与接口GE0/0/4关联(最近学习到的MAC地址表项覆盖原先的MAC地址表项)。
• 因为源MAC地址5489-986e-29ad先在GE0/0/3接口上出现，随后转而在接口GE0/0/4接口上出现，此时MAC地址迁移现象已经在SW3上出现。

如下图所示，描述了上述过程。

（4）SW2在GE0/0/4接口上收到SW3发送的ARP Request数据帧：

• SW2解析数据帧的源、目的MAC地址，由于数据帧的目的MAC地址是ffff-ffff-ffff，因此SW2对该数据帧进行泛洪(从接口GE0/0/2发出)，
• 并刷新MAC地址表项，将该数据帧的源MAC地址5489-986e-29ad与接口GE0/0/4进行关联(最近学习到的MAC地址表项覆盖原先的MAC
  地址表项)。
• 因为源MAC地址5489-986e-29ad先在GE0/0/2接口上出现，随后转而在接口GE0/0/4接口上出现，此时MAC地址迁移现象也在SW2上出现。

（5）SW1的报文处理流程（从GE0/0/2接口收到SW2泛洪的ARP Request、从GE0/0/3接口收到SW3泛洪的ARP Request）

• 假设SW1首先在GE0/0/2接口上收到广播数据帧，那么它会把该帧进行泛洪，从 GE0/0/1、GE0/0/3接口发出，并刷新自己的MAC地址表，把MAC地址5489-986e-29ad与接口GE0/0/2进行关联。
• 然后，SW1又在接口GE0/0/3收到了ARP Request，于是它泛洪该广播帧，将其从GE0/0/1及GE0/0/2接口发出，并刷新自己的MAC地址表，把MAC地址5489-986e-29ad与接口GEO/0/3进行关联。
• 显而易见，5489-986e-29ad这个MAC地址已经在GE0/0/1, GE0/0/2及GE0/0/3接口之间发生了迁移。

通过上述描述可知，这个ARP Request广播数据帧将不停地在SW1、SW2及SW3所构成的这个三角形二层环路中泛洪，这就形成了广播风暴。
广播风暴的产生会对整个交换网络带来极其恶劣的影响，大量的数据帧将瞬间消耗掉链路带宽，并将占用大量的设备资源，降低设备的处理性能，甚至导致网络瘫痪。
当现网中因为二层环路造成广播风暴时，可以通过如下现象进行初步判断：

• 交换机的显示灯会齐刷刷的闪烁
• 下联的PC会非常卡顿（PC收到大量的广播报文、CPU的占用率非常高，可以通过wirshark抓包查看）
• 交换机console、Telnet有对应的告警信息（HW）

网络攻击

• 某交换机的GE0/0/1接口连接着合法终端A，那么在网络正常情况下，交换机会从GE0/0/1接口收到A所发送的数据帧，并学习该数据帧的源MAC地址，从而形成正确的MAC地址转发表项。
• 假设现在一个攻击者连接到交换机的GE0/0/2接口，它伪造A的MAC地址并以该MAC地址为源发送数据帧，如此一来交换机将在GE0/0/1及GE0/0/2接口上不断收到源MAC地址相同的数据帧，MAC地址漂移现象便会发生，当然此时A的通信将极有可能出现问题。

MAC地址漂移应对方法

• 二层环路以及网络攻击行为均有可能引发MAC地址漂移。
• 对应二层环路这个诱因，我们可以部署生成树协议（STP、RSTP、MSTP）或者环网保护协议（RRPP、ERPS）进行规避，从而避免引起MAC地址漂移问题。
• 也可以利用交换机的端口安全特性，也可以解决MAC地址漂移问题。

利用端口安全应对MAC地址漂移

配置端口MAC地址学习优先级

• 在交换机端口上配置MAC地址学习优先级，可以防止出现MAC地址漂移。
• 当MAC地址在交换机的两个接口之间发生漂移时，可以将其中一个端口的MAC地址学习优先级调高，而高优先级的端口学习到的MAC地址表项将覆盖低优先级端口学习到的表项，因此便可以规避MAC地址漂移问题。
• 缺省时，所有端口的MAC地址学习优先级为0，使用mac-learning priority命令（HW）可以调节端口的MAC地址学习优先级，优先级的值越大，则优先级越高。

示例

2. 如下图所示，交换机SW的GE0/0/1接口连接着一台PC，它的MAC地址为5489-98cb-2bf2。



3. 假设现在一个攻击者控制了PC2，并且伪造PC1的MAC地址开始向交换机发送数据帧，从而导致5489-98cb-2bf2这个MAC地址将在交
   换机的GE0/0/1及GE0/0/2之间发生漂移。
4. 此时交换机的MAC地址表是动荡的，在这种情况下，发往PC1的数据帧很可能无法正确到达PC1，因为交换机上5489-98cb-2bf2的MAC地址表项可能会被PC2发送的数据帧刷新。
5. 通过在GE0/0/1接口上配置mac-learning priority命令提高该接口的MAC地址学习优先级（比如设置成5），那么该接口的优先级便比GE0/0/2更大(缺省优先级为0)。
6. 通过部署学习MAC地址优先级的配置后，即使交换机在GE0/0/2收到PC2以MAC地址5489-98cb-2bf2为源发送的数据帧，也不会覆盖掉GE0/0/1接口的表项。

配置不允许相同优先级接口MAC地址漂移

• 缺省时，交换机接口的MAC地址学习优先级均为0，
• 优先级更高的接口学习到的MAC地址表项不会被优先级低的接口学习到的表项覆盖，
• 相同优先级的接口之间，还是能够会相互覆盖相同的MAC地址，从而产生MAC地址漂移现象。
• 使用undo mac-learning priority priority-id allow-flapping命令（HW），可以禁止相同优先级的接口发生MAC地址覆盖，从而规
  避MAC地址漂移问题，提高网络的安全性。

示例

1. 还是如上图所示，SW的 GE0/0/1及GE0/0/2接口的MAC地址学习优先级均为0，
2. 假设PC1率先接入SW，并且SW已经在GE0/0/1接口上学习到了其MAC地址，
3. 在SW上配置undo mac-learning priority priority-id allow-flapping命令，配置该命令之后，交换机将不再允许MAC地址学习优先级均为0的接口之间发送MAC地址漂移。
4. 因为GE0/0/1接口先学习到了MAC地址5489-98cb-2bf2，此时如果攻击者连接到GE0/0/2接口并且伪造该MAC地址发送数据帧，SW不会将原有的表项覆盖。
5. 如果PC1下电，则交换机的接口GE0/0/1物理状态将会切换为down，此时若在GE0/0/2接口上收到PC2发送的非法数据帧时，由于MAC地址表中没有关于5489-98cb-2bf2的表项（老化超时后被删除），因此它会学习该MAC地址并且与接口GE0/0/2进行关联。
6. 现在如果PC1又上电了，由于交换机的MAC地址表中已经存在相关表项，并且使能了禁止相同优先级的接口发生MAC地址覆盖功能，因此SW将无法学习到合法的MAC地址表项，从而发往PC1的数据帧将被SW从GE0/0/2接口转发出去，所以undo mac-learning priority priority-id allow-flapping命令需谨慎配置。