Smart Link技术介绍


Smart Link

Smart Link简介

Smart Link产生背景

当下游设备连接到上游设备时,使用单上行方式容易出现单点故障,造成业务中断。因此通常采用双上行方式,即将一台下游设备同时连接到两台上游设备,以更大限度地避免单点故障,提高网络可靠性,如 1所示。

图 1 Smart Link应用场景示意图

 

双上行组网虽然能提高网络可靠性,但又引入了环路问题。通常可通过STPSpanning Tree Protocol,生成树协议)或RRPPRapid Ring Protection Protocol,快速环网保护协议)来消除环路,但STP在收敛速度上只能达到秒级,不适用于对收敛时间有很高要求的用户,而RRPP尽管在收敛速度上能达到要求,但组网配置的复杂度较高,主要适用于较复杂的环形组网。

为了在满足用户对链路快速收敛要求的同时又能简化配置,我们针对双上行组网提出了Smart Link解决方案,实现了主备链路的冗余备份,并在主用链路发生故障后使流量能够迅速切换到备用链路上,因此具备较高的收敛速度。Smart Link的主要特点如下:

l              专用于双上行组网;

l              收敛速度快(达到亚秒级);

l              配置简单,便于用户操作。

Smart Link概念介绍

1. Smart Link

Smart Link组也叫灵活链路组,每个组内只包含两个端口,其中一个为主端口,另一个为从端口。正常情况下,只有一个端口处于转发(ACTIVE)状态,另一个端口被阻塞,处于待命(STANDBY)状态。当处于转发状态的端口出现链路故障时(这里的链路故障包括端口downOAM单通等),Smart Link组会自动将该端口阻塞,并将原阻塞的处于待命状态的端口切换到转发状态。

1所示,Device CDevice D各自的端口Ethernet1/1Ethernet1/2分别组成了一个Smart Link组,其中Ethernet1/1处于转发状态,而Ethernet1/2处于待命状态。

2. 主端口/从端口

主端口和从端口是Smart Link组中的两个端口角色。当Smart Link组中的两个端口都处于up状态时,主端口将优先进入转发状态,而从端口将保持待命状态。但是,主端口并不一直处于转发状态,而从端口也并不一直处于待命状态。当主端口所在链路发生故障时,从端口将切换为转发状态。

1所示,Device CDevice D各自的端口Ethernet1/1为主端口,Ethernet1/2为从端口。

3. 主链路/从链路

我们把主端口所在的链路称为主链路,从端口所在的链路称为从链路。

4. 保护VLAN

保护VLANSmart Link组控制其转发状态的用户数据VLAN。同一端口上不同的Smart Link组保护不同的VLAN。端口在保护VLAN上的转发状态由端口在其所属Smart Link组内的状态决定。

5. 发送控制VLAN

发送控制VLAN是用于发送Flush报文的VLAN。当发生链路切换时,设备( 1中的Device CDevice D)会在发送控制VLAN内广播发送Flush报文。

6. 接收控制VLAN

接收控制VLAN是用于接收并处理Flush报文的VLAN。当发生链路切换时,设备( 1中的Device ADevice BDevice E)接收并处理属于接收控制VLANFlush报文进行MAC地址转发表项和ARP/ND表项的刷新操作。

7. Flush报文

Smart Link组发生链路切换时,原有的转发表项将不适用于新的拓扑网络,需要网络中的所有设备进行MAC地址转发表项和ARP/ND表项的更新。这时,Smart Link组通过发送Flush报文通知其它设备进行MAC地址转发表项和ARP/ND表项的刷新操作。Flush报文是普通的组播数据报文,会被阻塞的接收端口丢弃。

Smart Link运行机制

1. 链路备份机制

1所示的组网中,Device C的端口Ethernet1/1所在的链路是主链路,Ethernet1/2所在的链路是从链路。正常情况下,Ethernet1/1处于转发状态,Ethernet1/2处于待命状态。当主链路出现故障时,Ethernet1/1将自动阻塞并切换到待命状态,Ethernet1/2将切换到转发状态。

l    当端口切换到转发状态时,系统会输出日志信息通知用户。

l    当主链路故障恢复时,该端口将维持在阻塞状态,不进行链路状态切换,从而保持流量稳定。只有等下一次链路切换时,该端口才会重新切换为转发状态。

 

2. 网络拓扑变更机制

Smart Link发生链路切换时,网络中各设备上的MAC地址转发表项和ARP/ND表项可能已经不是最新状态,为了保证报文的正确发送,需要提供一种MAC地址转发表项和ARP/ND表项的更新机制。目前更新机制有以下两种:

l              自动通过流量刷新MAC地址转发表项和ARP/ND表项。此方式适用于与不支持Smart Link功能的设备(包括其他厂商设备)对接的情况,需要有上行流量触发。

l              Smart Link设备从新的链路上发送Flush报文。此方式需要上行的设备都能够识别Smart LinkFlush报文并进行更新MAC地址转发表项和ARP/ND表项的处理。

3. 角色抢占机制

1所示的组网中,Device C的端口Ethernet1/1所在的链路是主链路,Ethernet1/2所在的链路是从链路。当主链路出现故障时,Ethernet1/1将自动阻塞并切换到待命状态,Ethernet1/2处于转发状态。当主链路恢复后,如果该Smart Link组配置允许角色抢占,Ethernet1/2将自动阻塞并切换到待命状态,而Ethernet1/1将切换到转发状态。

4. 负载分担机制

在同一个环网中,可能同时存在多个VLAN的数据流量,Smart Link可以实现流量的负载分担,即不同VLAN的流量沿不同Smart Link组所确定的路径进行转发。

通过把一个端口配置为多个Smart Link组的成员端口(每个Smart Link组的保护VLAN不同),且该端口在不同组中的转发状态不同,这样就能实现不同VLAN的数据流量的转发路径不同,从而达到负载分担的目的。

每个Smart Link组的保护VLAN是通过引用MSTP实例来实现的。

5. 链路检测联动机制

当网络的中间传输设备或传输链路发生故障(如光纤链路发生单通、错纤、丢包等故障)以及故障恢复时,Smart Link本身无法感知。Smart Link端口需要通过专门的链路检测协议来检测端口的链路状态,当链路检测协议检测到故障发生或故障恢复时就通知Smart Link进行链路切换。

当端口与CFDConnectivity Fault Detection,连通错误检测)的CCContinuity Check,连续性检测)机制联动时,CFD按照检测VLAN和检测端口来通知故障检测事件,只有当端口所在Smart Link组的控制VLAN与检测VLAN一致时,才响应此CC事件。

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