華為Smart Link和Monitor Link理論知識（二）
10、Smart Link鏈路故障處理原理
圖3 主鏈路故障時(shí)上行流量示意圖
如上圖3所示，當(dāng)SwitchD的主鏈路發(fā)生故障時(shí)，主接口Interface1切換到待命狀態(tài)，從接口Interface2切換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)設(shè)備上的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)和ARP表項(xiàng)可能不再適用，需要提供一種MAC及ARP更新的機(jī)制。目前更新機(jī)制有以下兩種。
1、通過Flush報(bào)文通知設(shè)備更新表項(xiàng)
這種方式適用于上游設(shè)備（如上圖3中的SwitchA、SwitchB和SwitchC）支持Smart Link功能的場景。
為了實(shí)現(xiàn)快速鏈路切換，需要在SwitchD上開啟Flush報(bào)文發(fā)送功能，在上游設(shè)備所有處于雙上行鏈路上的接口開啟接收處理Flush報(bào)文的功能。
1.1、當(dāng)SwitchD進(jìn)行鏈路切換后，會(huì)從新的主用鏈路上發(fā)送Flush報(bào)文，即通過Interface2發(fā)送。
1.2、當(dāng)上游設(shè)備收到Flush報(bào)文時(shí)，判斷該Flush報(bào)文的發(fā)送控制VLAN是否在收到報(bào)文的接口配置的接收控制VLAN列表中。如果不在接收控制VLAN列表中，設(shè)備對該Flush報(bào)文不做處理，直接轉(zhuǎn)發(fā)；如果在接收控制VLAN列表中，設(shè)備會(huì)處理收到Flush報(bào)文，進(jìn)而執(zhí)行MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)和ARP表項(xiàng)的刷新操作。
此后，如果SwitchA收到目的設(shè)備為SwitchD的數(shù)據(jù)報(bào)文，會(huì)根據(jù)更新后的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)或ARP表項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
2、自動(dòng)通過流量更新表項(xiàng)
這種方式適用于與不支持SmartLink功能的設(shè)備（包括其他廠商設(shè)備）對接的情況，需要有上行流量觸發(fā)。
圖4 主鏈路出現(xiàn)故障時(shí)下行流量示意圖
如上圖4所示，如果沒有來自SwitchD的上行流量去觸發(fā)SwitchA的MAC及ARP表項(xiàng)更新，那么當(dāng)SwitchA收到目的設(shè)備為SwitchD的數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，SwitchA仍會(huì)通過接口Interface3轉(zhuǎn)發(fā)出去，但此時(shí)報(bào)文已經(jīng)不能到達(dá)SwitchD，會(huì)造成流量丟失，直到其MAC或ARP表項(xiàng)自動(dòng)老化。
圖5 主鏈路出現(xiàn)故障時(shí)下行流量示意圖
如上圖5所示，由于鏈路故障后，Interface1學(xué)習(xí)到的MAC及ARP表項(xiàng)會(huì)被刪除，如果SwitchD有上行流量要發(fā)送，需要重新廣播ARP報(bào)文后，流量才能被發(fā)送出去。
當(dāng)上行流量通過接口Interface4到達(dá)設(shè)備SwitchA后，SwitchA會(huì)更新自己的MAC及ARP表項(xiàng)，那么當(dāng)SwitchA再收到目的設(shè)備為SwitchD的數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，SwitchA會(huì)通過接口Interface4轉(zhuǎn)發(fā)出去，報(bào)文就可以經(jīng)由SwitchC到達(dá)SwitchD。
通過Flush報(bào)文通知設(shè)備更新的機(jī)制無須等到表項(xiàng)老化后再進(jìn)行更新，可以極大程度地減少表項(xiàng)更新所需時(shí)間。通常，鏈路的切換過程可在毫秒級的時(shí)間內(nèi)完成，最大限度地減少流量的丟失。
11、Smart Link鏈路恢復(fù)處理原理
當(dāng)原主用鏈路故障恢復(fù)時(shí)，Interface1將維持在阻塞狀態(tài)，不進(jìn)行搶占，從而保持流量穩(wěn)定。如果希望流量切換到原主用鏈路，可以通過如下兩種機(jī)制進(jìn)行切換。
1、使用Smart Link組回切功能，需要在SwitchD上使能回切功能。當(dāng)原主用鏈路故障恢復(fù)后，經(jīng)過回切定時(shí)器設(shè)定的時(shí)間，Smart Link會(huì)自動(dòng)將流量切換到原主用鏈路上。
2、使用配置命令強(qiáng)制讓Smart Link立即將流量切換到原主用鏈路上。
如上圖1所示組網(wǎng)示例，當(dāng)SwitchD的Interface1的鏈路恢復(fù)后，如果配置了SmartLink組回切功能，在回切定時(shí)器超時(shí)后，Interface2將被阻塞并切換到待命狀態(tài)，而Interface1將切換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。而如果使用配置命令強(qiáng)制讓Smart Link進(jìn)行鏈路切換，在執(zhí)行命令后，Interface2將被立即阻塞并切換到待命狀態(tài)，而Interface1會(huì)切換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。在實(shí)際工作中，不建議配置強(qiáng)制切換，因?yàn)槿绻霈F(xiàn)頻繁的UP/DOWN會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。
12、Smart Link負(fù)載分擔(dān)
在同一個(gè)組網(wǎng)中，同一時(shí)刻雙上行鏈路中只有一條處于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，另一條鏈路不承載流量，即鏈路利用率只有50%。
Smart Link支持負(fù)載分擔(dān)實(shí)例，備份鏈路分擔(dān)指定的負(fù)載分擔(dān)實(shí)例內(nèi)VLAN的流量，即允許指定實(shí)例對應(yīng)的VLAN數(shù)據(jù)通過備份鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)（主鏈路此時(shí)不會(huì)對這些VLAN數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)），從而使主鏈路和備份鏈路承載不同VLAN數(shù)據(jù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)，達(dá)到負(fù)載分擔(dān)的目的。
圖1 SmartLink負(fù)載分擔(dān)組網(wǎng)圖示例
如上圖1所示，在未配置負(fù)載分擔(dān)的情況下，所有報(bào)文都通過SwitchD的Interface1接口沿轉(zhuǎn)發(fā)（Active）鏈路進(jìn)行傳輸。
為了提高鏈路利用率，通過配置Smart Link負(fù)載分擔(dān)，讓部分VLAN的數(shù)據(jù)通過SwitchD的Interface2接口進(jìn)行傳輸。
將VLAN 300～VLAN 400配置為Smart Link負(fù)載分擔(dān)實(shí)例，讓VLAN300～VLAN 400的數(shù)據(jù)通過SwitchD的Interface2接口進(jìn)行傳輸。
而未配置為負(fù)載分擔(dān)實(shí)例的VLAN100～VLAN 200的報(bào)文還是通過主用鏈路轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)在Smart Link組中對實(shí)例中映射的VLAN數(shù)據(jù)流量進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)。
13、Monitor Link基本概念
Monitor Link通過監(jiān)控上行接口所在的鏈路對下行接口進(jìn)行同步設(shè)置。相互配合工作的上行接口和下行接口組合成一個(gè)Monitor Link組。
圖1 MonitorLink組網(wǎng)圖示例
14、Monitor Link組
Monitor Link組也叫監(jiān)控鏈路組，由上行接口和下行接口共同組成。組的成員可以是單接口、靜態(tài)聚合組、手工聚合組或Smart Link組，其中Smart Link組只能作為上行接口。下行接口的狀態(tài)隨上行接口的變化而變化。如上圖1所示，Interface1和Interface2組成了一個(gè)Monitor Link組；Interface3和Interface4組成了一個(gè)Monitor Link組。
15、Monitor Link上行接口
上行接口又稱為Uplink接口，是MonitorLink組中受監(jiān)控者，上行接口故障則表示該Monitor Link組故障，該組的下行接口將都會(huì)被強(qiáng)制設(shè)為Down狀態(tài)。
如上圖1所示，Interface1和Interface3為上行接口。上行鏈路也可以是Smart Link組，當(dāng)上行鏈路是Smart Link組時(shí)，只有當(dāng)Smart Link組的兩個(gè)接口都處于inactive狀態(tài)（包括Down）時(shí)，才能認(rèn)為該上行鏈路故障。
圖2 Smart Link和Monitor Link聯(lián)合組網(wǎng)示意圖
如上圖2所示，Smart Link組作為MonitorLink的上行接口。
下行接口又稱為Downlink接口，是MonitorLink組中監(jiān)控者，下行接口故障不影響上行接口，也不影響其他下行接口。如上圖1所示，Interface2和Interface4為下行接口。
17、Monitor Link基本原理
圖1 MonitorLink組網(wǎng)圖示例
配置MonitorLink組后，上行接口將被實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦上行接口出現(xiàn)故障，包括鏈路故障、OAM的單通故障、OAM的連接無法建立等，其所在組的所有Up的下行接口都會(huì)被強(qiáng)制設(shè)為Down狀態(tài)。當(dāng)上行鏈路恢復(fù)正常時(shí)，恢復(fù)下行接口。
如上圖1所示，如果Interface1所在的上行鏈路發(fā)生故障，MonitorLink會(huì)將Interface2強(qiáng)制設(shè)為Down狀態(tài)。從而SwitchC可以感知經(jīng)由SwitchB到達(dá)SwitchA的這條鏈路發(fā)生故障。當(dāng)Interface1所在的上行鏈路恢復(fù)正常后，Monitor Link會(huì)取消對Interface2強(qiáng)制設(shè)定的Down狀態(tài)，開啟Interface2。
當(dāng)上行接口是Smart Link組時(shí)，只有當(dāng)SmartLink組的兩個(gè)接口都處于inactive狀態(tài)（包括Down）時(shí)，才能認(rèn)為該上行接口故障。
當(dāng)下行接口是聚合組時(shí)，上行故障將會(huì)強(qiáng)制將聚合組中的所有接口設(shè)為Down狀態(tài)，同樣，恢復(fù)時(shí)也是對聚合組的所有接口進(jìn)行操作。
目前華為設(shè)備支持的SmartLink組數(shù)、Monitor Link組數(shù)最高均為16。
18、Smart Link與Monitor Link配合組網(wǎng)應(yīng)用場景舉例
一般情況下，SmartLink只能感知與其接口直連的鏈路故障。例如，SwitchD的Interface1和Interface2配置了Smart Link。
圖1 Smart Link與Monitor Link配合典型組網(wǎng)示例
如上圖1所示，Smart Link只能感知與其直連的Interface1與SwitchB、Interface2與SwitchC之間的鏈路故障。當(dāng)SwitchD的上游鏈路SwitchB與SwitchA之間的鏈路發(fā)生故障時(shí)，SmartLink不能及時(shí)直接感知此故障，從而不能迅速切換鏈路，導(dǎo)致流量丟失。
將Monitor Link配置在Smart Link的上游設(shè)備上，可使SmartLink迅速感知上游鏈路故障，進(jìn)行鏈路切換。Smart Link與Monitor Link配合使用，擴(kuò)大了Smart Link的應(yīng)用場景范圍，使組網(wǎng)構(gòu)建更為靈活。
如上圖1所示，Smart Link配置在SwitchD和SwitchE上。當(dāng)SwitchB與SwitchD或SwitchC與SwitchE之間的鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，Smart Link組迅速感知并進(jìn)行鏈路的切換。為了使SwitchD或SwitchE能快速感知SwitchA與SwitchB或SwitchA與SwitchC之間的鏈路故障，可以在SwitchB和SwitchC上配置Monitor Link組。
以SwitchD和SwitchB為例。在SwichtD上配置Smart Link組，Interface1和Interface2加入此Smart Link組。在SwitchB上配置MonitorLink組，接口Interface5作為上行接口，接口Interface3和Interface4作為對應(yīng)下行接口。Monitor Link組一旦檢測到上行接口所在鏈路故障，將強(qiáng)制關(guān)閉下行接口，從而觸發(fā)SwitchD上的Smart Link組內(nèi)的鏈路切換。當(dāng)上行接口或鏈路故障恢復(fù)時(shí)，下行接口將自動(dòng)開啟，從而使SwitchD能夠迅速感知上行鏈路狀態(tài)的變化。
