Smart Link和Monitor Link

Smart Link和Monitor Link

1.1 Smart Link背景

双上行组网能提高网络可靠性，但引入了环路问题。通常可通过STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）或RRPP（Rapid Ring Protection Protocol，快速环网保护协议）来消除环路。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。RRPP尽管在收敛速度上能达到要求，但是组网配置的复杂度较高，主要适用于较负责的环形组网。

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，H3C针对双上行组网提出了Smart Link解决方案。Smart Link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，显然具备较高的收敛速度。

Smart Link技术专用于双上行组网，收敛性能可达到毫秒级，配置简单，便于用户操作。

1.2 Smart Link相关概念

Smart Link中的相关概念如下：

（1）Smart Link组。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，另一个为副端口。正常情况下，只有一个端口处于转发状态，另一个端口被阻塞，处于待命状态。

（2）主端口。主（Master）端口是Smart Link组的一种端口角色。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。主端口并不一直处于转发状态，当主端口链路发生故障时，处于待命状态的副端口将切换为转发状态。没有配置角色抢占的情况下，即使主端口链路恢复正常，也只能处于待命状态，直到下一次链路切换。

（3）副端口。副（Slave）端口是Smart Link组的另一种端口角色。当Smart Link组中的两个端口都处于UP状态时，副端口保持待命状态。但是副端口并不一直处于待命状态，当主端口发生链路故障后，副端口将切换到转发状态。

（4）Flush报文。当Smart Link组发生链路切换时，原有的转发表项将不适用新的拓扑网络，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。Smart Link组通过发送Flush报文通知其他设备进行MAC地址转发表项和ARP/ND表项的刷新操作。

（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，设备将会在发送控制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，设备接收并处理属于接收控制VLAN的Flush报文，进行MAC地址转发表项和ARP/ND表项的刷新操作。

（7）保护VLAN。保护VLAN是Smart 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。

Flush报文采用IEEE802.3封装，包括Destination MAC、Source MAC、Control VLAN ID和VLAN Bitmap等信息字段。

（1）Destination MAC为未知组播地址，可以通过判断地址是否为0x010F-E200-0004来区分该报文是否为Flush报文。

（2）Source MAC表示Flush报文的源MAC地址。

（3）Control Type表示控制类型。目前只有删除MAC地址转发表项和ARP表项一种（0x01）类型。

（4）Control Version表示版本号。当前版本号为0x00，用于后续版本的扩展。

（5）Device ID表示发送Flush报文的设备的桥MAC地址。

（6）Control VLAN ID表示发送控制VLAN的ID号。

（7）Auth-mode表示认证模式，和Password一起使用，便于以后进行安全性扩展。

（8）VLAN Bitmap表示VLAN位图，用于携带需要刷新地址表的VLAN列表。

（9）FCS表示帧校验和，用于检查报文的合法性。

当发生链路切换时，Flush报文的VLAN Bitmap字段填充链路切换前组内处于转发状态的端口所加入的所有VLAN ID，Control VLAN ID字段填充Smart Link组配置的发送控制VLAN ID。Flush报文构造完毕后，将通过新的链路（链路切换后处于转发状态链路）在发送控制VLAN内广播发送。

当设备收到Flush报文时，判断该Flush报文的Control VLAN ID和接收Flush报文的端口下配置的接收控制VLAN ID是否相同。如果两Control VLAN ID不同，设备对该Flush报文不做处理，直接转发。如果两Control VLAN ID相同，设备将提取Flush报文中的VLAN Bitmap数据，将设备在这些VLAN内学习到的MAC地址转发表项和ARP表项删除。

1.3 Smart Link运行机制

当主用链路出现故障发生时链路切换时，网络中各设备上的MAC地址转发表项和ARP表项可能已经错误，需要提供一种MAC及ARP更新的机制。

与不支持Smart Link功能的设备对接Smart Link功能时，设备自动通过流量刷新MAC地址转发表项及ARP表项。这种MAC地址转发表和ARP表的更新方式需要有上行流量触发。切换期间，流量会终端。

Smart Link链路备份机制值当处于转发状态的端口出现链路故障时，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。当端口切换到转发状态时，系统会输出日志信息通知用户。

Smart Link组的保护VLAN是通过引用MSTP实例来实现的。

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。

1.4 Monitor Link简介

1. Monitor Link背景

   Monitor Link是一种端口联动方案，主要用于配合Smart Link协议的组网应用，监控设备上行链路。根据上行链路的UP/DOWN状态变化来触发下行链路的UP/DOWN变化，从而触发下游设备上Smart Link协议所控制备份链路的切换。

2. Monitor Link相关概念

   （1）Monitor Link组：也叫监控链路组，每个组上行链路和下行链路共同组成，成员角色由用户配置决定。其中，上行链路和下行链路中都可以有多个成员端口，但每个成员只能属于一个Monitor Link组。成员端口可以是二层以太网端口，也可以是二层聚合端口。

   （2）上行链路：上行链路（Uplink）是Monitor Link组中被监控的链路。当Monitor Link组中没有上行链路成员或所有上行链路成员端口都为Down时，Monitor Link组就处于Down状态。而当Monitor Link组中只要有一个上行链路成员为UP时，Monitor Link组就处于UP状态。

   （3）下行链路：下行链路（Downlink）是Monitor Link组中的受动链路。当Monitor Link组的UP/Down状态变化时，Monitor Link就相应地改变下行链路成员端口的状态使之与Monitor Link组的状态保持一致。

3. Monitor Link运行机制

   每个Monitor Link组独立进行上行链路的监控和下行链路的联动，实现下行端口的状态随上行端口状态的变化而变化。