选择区域语言: EN CN HK

DLDP技术白皮书-6W100

手册下载

DLDP技术白皮书

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Copyright © 2019 新华三技术有限公司 版权所有,保留一切权利。

非经本公司书面许可,任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部,并不得以任何形式传播。

除新华三技术有限公司的商标外,本手册中出现的其它公司的商标、产品标识及商品名称,由各自权利人拥有。

本文中的内容为通用性技术信息,某些信息可能不适用于您所购买的产品。



概述

1.1  产生背景

在实际组网中,有时会出现单通现象,即一条链路上的两个接口,有且只有一端可收到另一端发来的链路层报文,此链路便称为单向链路。1以光纤连接为例,示意了两种单通情形:一种是光纤交叉相连,另一种是一条光纤未连接或断路。

图1 光纤连接的两种单通情形示意图

 

物理层的检测机制(如自动协商机制)负责进行物理信号和故障的检测。而在单向链路中,由于物理层仍处于连通状态,因此物理层检测机制无法发现设备间的通信异常,从而会导致错误转发、环路等问题。而DLDPDevice Link Detection Protocol,设备链路检测协议)能够通过在链路层监控光纤或网线的链路状态,检测链路连接是否正确、链路两端可否正常交互报文。当发现单向链路时,DLDP会根据用户配置自动关闭或由用户手工关闭相关接口,以防止网络问题的发生。

1.2  技术优点

作为链路层协议,DLDP可以在链路层进行对端设备识别、单向链路识别以及关闭单通接口等工作:

·     如果链路两端在物理层都能独立正常工作,DLDP会在链路层检测该链路的连接是否正确、链路两端可否正常交互报文,这种检测不能通过自动协商机制实现。

·     DLDP还可与物理层的检测机制协同工作以监控链路状态。物理层的自动协商机制可以进行物理信号和故障的检测,二者协同工作,便可以检测并避免物理和逻辑的单向连接。

DLDP技术实现

2.1  概念介绍

2.1.1  DLDP邻居状态

假设接口AB同处一条链路上,若A能收到B发来的链路层报文,便将B称为ADLDP邻居,能够互相收发报文的两个接口互为邻居。DLDP邻居的状态如1所示。

表1 DLDP邻居状态

状态

说明

Confirmed(确定)

链路双通时的DLDP邻居状态

Unconfirmed(未确定)

发现新邻居但未确认链路双通时的DLDP邻居状态

 

2.1.2  DLDP接口状态

使能了DLDP功能的接口简称DLDP接口。DLDP接口可以有一或多个DLDP邻居,其状态与各DLDP邻居的状态相关,具体如2所示。

表2 DLDP接口状态

状态

说明

Initial(初始)

当接口已使能DLDP,但全局尚未使能DLDP时的接口状态

Inactive(非活动)

当接口和全局均已使能DLDP,但链路物理down时的接口状态

Bidirectional(双通)

当接口和全局均已使能DLDP,且有至少一个处于确定状态下的邻居时的接口状态

Unidirectional(单通)

当接口和全局均已使能DLDP,且没有处于确定状态下的邻居时的接口状态,处于此状态的接口只能收发DLDP报文

 

2.1.3  DLDP定时器

DLDP在工作过程中使用到的定时器如3所示。

表3 DLDP定时器

定时器

说明

Advertisement发送定时器

Advertisement报文的发送间隔(缺省为5秒,可配)

Probe发送定时器

Probe报文的发送间隔(固定为1秒)

Echo等待定时器

对邻居进行探测时会启动此定时器(固定为10秒)

邻居老化定时器

每个新邻居的加入都要建立邻居表项,当邻居处于确定状态时启动邻居老化定时器,当收到邻居的Advertisement报文时刷新邻居表项的邻居老化定时器。邻居老化定时器的值是Advertisement发送定时器的值的3

加强探测定时器

若邻居老化定时器超时,则启动该邻居的加强探测定时器(固定为1秒),同时启动Echo等待定时器

DelayDown定时器

接口物理down时不会立即删除所有邻居,而是先启动DelayDown定时器(缺省为1秒,可配),该定时器超时后再核对接口的物理状态:若为down,则删除DLDP邻居信息;若为up,则不进行任何处理

恢复探测定时器

RecoverProbe报文的发送间隔(固定为2秒)。处于单通状态的接口会定期发送RecoverProbe报文来检测单向链路是否恢复

 

2.1.4  DLDP认证模式

进行DLDP认证,可以防止网络攻击和恶意探测,DLDP的认证模式如4所示。

表4 DLDP认证模式

认证模式

DLDP报文发送端的处理

DLDP报文接收端的处理

不认证

DLDP报文的认证字字段置为全0

将接收的DLDP报文的认证信息与本端配置进行比较,若一致则认证通过,否则丢弃该报文

明文认证

DLDP报文的认证字字段置为明文认证密码

MD5认证

DLDP报文的认证字字段置为用MD5算法加密后的密码摘要

 

2.2  工作机制

2.2.1  单邻居检测机制

当两台设备通过光纤或网线直接相连时,可以在这两台设备之间启用DLDP来检测单向链路,此时这两台设备的接口互为DLDP邻居,因此称为单邻居检测。下面分两种情况分别介绍单邻居的单向链路检测过程。

1. DLDP使能前链路已出现单通

图2 光纤交叉连接示意图

 

2所示,在DLDP使能之前,Device ADevice B之间的光纤就已交叉连接。当DLDP使能后,处于up状态的四个接口都进入单通状态,并向外发送RecoverProbe报文。下面以Port 1为例介绍单向链路的检测过程:

(1)     Port 1收到Port 4发来的RecoverProbe报文回复RecoverEcho报文

(2)     由于Port 4无法收到Port 1发来RecoverEcho报文,因此不会与Port 1建立邻居关系

(3)     Port 3虽能收到Port 1发来的RecoverEcho报文,由于该报文不是回复给Port 3因此Port 3也不会Port 1建立邻居关系

其它三个接口上的检测过程与Port 1类似,这四个接口将始终处于单通状态。

2. DLDP使能后链路才出现单通

图3 一条光纤断路示意图

 

3所示,Device ADevice B通过光纤相连。在DLDP使能之后,光纤连接起初是正常的,Port 1Port 2之间的双通邻居建立过程如下:

(1)     处于物理up状态的Port 1进入单通状态,向外发送RecoverProbe报文。

(2)     Port 2收到RecoverProbe报文后,回复RecoverEcho报文。

(3)     Port 1收到RecoverEcho报文后,发现该报文中携带的邻居信息与本机的相同,于是与Port 2建立确定的邻居关系,口状态由单通变为双通,启动该邻居的老化定时器并定期发送Advertisement报文。

(4)     Port 2收到Advertisement报文后Port 1建立确定的邻居关系,为该邻居启动Echo等待定时器和Probe发送定时器,定期发送Probe报文。

(5)     Port 1收到Probe报文后回复Echo报文。

(6)     Port 2收到Echo报文后,发现该报文中携带的邻居信息和本机保存的相同,于是将邻居状态由未确定切换为确定,接口状态则由单通切换为双通,启动该邻居的老化定时器并定期发送Advertisement报文。

至此,Port 1Port 2之间的双通邻居关系建立完毕。

此后,假设Port 2Rx端突发故障而无法接收信号,该接口将物理down并进入非活动状态,但此时由于其Tx端尚能发送信号给Port 1,因此Port 1还处于up状态。Port 1在邻居老化定时器超时后,将启用加强探测定时器和Echo等待定时器,并向邻居Port 2发送Probe报文;而由于Port 1Tx端已断路,Echo等待定时器超时后将收不到Port 2回复的Echo报文,于是Port 1进入单通状态,并发送Disable报文通知对端。同时,Port 1删除邻居Port 2,并启动恢复探测定时器以检测链路是否恢复。在此过程中,Port 2将一直处于非活动状态。

2.2.2  多邻居检测机制

当多台设备通过Hub相连时,也可以在这些设备之间启用DLDP协议来检测单向链路,此时每个接口都会检测到一个以上的DLDP邻居,因此称为多邻居检测。在多邻居组网环境中,为了能正确检测出单向链路,要求在所有与Hub相连的接口上都启用DLDP,接口一旦发现没有确定的邻居,便进入单通状态。

图4 多邻居组网示意图

 

4所示,Device ADevice D都通过一台Hub相连,各设备都支持DLDP。当Port 1Port 2Port 3发现与Port 4的连接出错后,都将删除该邻居,但仍保持双通状态。

2.2.3  发现单向链路后的处理机制

DLDP检测到单向链路时,可以采用以下三种方式关闭单通接口:

·     自动模式:在此模式下,当DLDP检测到单向链路时会自动关闭单通接口。

·     手动模式:在此模式下,当DLDP检测到单向链路时不会直接关闭单通接口,而是需要用户手工将其关闭;当单向链路恢复为双向链路后,还需要用户手工将其打开。当网络性能较差、设备业务量较大或CPU利用率较高时,都容易造成DLDP对单通的误判而自动关闭接口,手动模式就是为了避免这种误判而采取的一种折中方案。

·     混合模式:在此模式下,若DLDP检测到单向链路,则会自动关闭单通接口;当用户想知道链路是否恢复为双向链路时,需要执行undo shutdown命令打开端口重新检测链路,若检测到链路恢复为双向链路,则接口恢复正常。

2.2.4  链路恢复后的处理机制

当单向链路恢复双通后,可以通过以下两种方式使接口恢复正常工作:

·     对于被网络管理员手动关闭的接口,需要使用undo shutdown命令手工打开。

·     对于被系统自动设置为DLDP DOWN状态的接口,链路自动恢复机制可自动检测到DLDP邻居恢复并重新打开该接口。

其中,链路自动恢复机制可使处于DLDP DOWN状态的接口在链路恢复后自动从此状态中恢复,具体过程如下:

(1)     处于DLDP DOWN状态的接口每2秒向外发送一次RecoverProbe报文,该报文中只携带本接口的信息。

(2)     对端接口如果收到该报文,则回复RecoverEcho报文作为应答。

(3)     本端接口收到RecoverEcho报文,检查报文中携带的邻居信息是否本接口信息相同。如果相同,便建立邻居表项,设置邻居状态为Confirmed本端接口状态从Unidirectional迁移到Bidirectional开始定期发送Advertisement报文。

2.3  应用限制

在应用DLDP时需要注意:

·     为了防止网络攻击和恶意探测,用户可以对DLDP报文进行认证,认证方式分为明文认证和MD5认证。为确保检测出单向链路,要保证两端设备的认证方式和认证口令相同。

·     为确保检测出单向链路,要保证两端设备的DLDP处于使能状态、Advertisement报文发送时间间隔相等。

·     为了使DLDP在不同的网络环境下都能及时发现单向链路,需要合理调整Advertisement报文的时间间隔。如果设定的时间太长,DLDP协议不能及时关闭单向链路;如果设定的时间太短,会增加协议报文数量,并且在网络环境不好的情况下,由丢失协议报文导致的误检测几率会提高。

·     DLDP运行在聚合和STP之下,协议报文的收发不受聚合非选中以及STP阻塞的影响。

·     使能了DLDP功能的设备之间可以通过透传设备(如Hub或未启用DLDP的设备)相连。透传设备将DLDP协议报文作为数据报文处理,此时聚合非选中以及STP阻塞会影响DLDP协议报文的转发,进而可能会引起DLDP状态机震荡。

典型组网应用

典型的DLDP组网应用如5所示。Device ADevice B通过光纤相连,Port 2Rx端所在线路断路,Port 2处于物理down状态。但是,由于Port 1检测不到这种情况,仍向Port 2发送数据报文,这样就会造成数据报文的丢失。

为了检测出此单通情况,可以在这两台设备上都配置DLDP功能。当DLDP检测出单向链路后,会自动断开单向链路,就避免了数据报文的丢失。在网络管理员修复链路之后,单向链路会自动恢复为正常状态,继续转发报文。

图5 DLDP典型应用组网图