华为Smart Link和Monitor Link理论知识（二）

10、Smart Link链路故障处理原理

图3 主链路故障时上行流量示意图

如上图3所示，当SwitchD的主链路发生故障时，主接口Interface1切换到待命状态，从接口Interface2切换到转发状态。此时，网络中相关设备上的MAC地址转发表项和ARP表项可能不再适用，需要提供一种MAC及ARP更新的机制。目前更新机制有以下两种。

1、通过Flush报文通知设备更新表项

这种方式适用于上游设备（如上图3中的SwitchA、SwitchB和SwitchC）支持Smart Link功能的场景。

为了实现快速链路切换，需要在SwitchD上开启Flush报文发送功能，在上游设备所有处于双上行链路上的接口开启接收处理Flush报文的功能。

1.1、当SwitchD进行链路切换后，会从新的主用链路上发送Flush报文，即通过Interface2发送。

1.2、当上游设备收到Flush报文时，判断该Flush报文的发送控制VLAN是否在收到报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，设备对该Flush报文不做处理，直接转发；如果在接收控制VLAN列表中，设备会处理收到Flush报文，进而执行MAC地址转发表项和ARP表项的刷新操作。

此后，如果SwitchA收到目的设备为SwitchD的数据报文，会根据更新后的MAC地址转发表项或ARP表项进行转发。

2、自动通过流量更新表项

这种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。

图4 主链路出现故障时下行流量示意图

如上图4所示，如果没有来自SwitchD的上行流量去触发SwitchA的MAC及ARP表项更新，那么当SwitchA收到目的设备为SwitchD的数据报文时，SwitchA仍会通过接口Interface3转发出去，但此时报文已经不能到达SwitchD，会造成流量丢失，直到其MAC或ARP表项自动老化。

图5 主链路出现故障时下行流量示意图

如上图5所示，由于链路故障后，Interface1学习到的MAC及ARP表项会被删除，如果SwitchD有上行流量要发送，需要重新广播ARP报文后，流量才能被发送出去。

当上行流量通过接口Interface4到达设备SwitchA后，SwitchA会更新自己的MAC及ARP表项，那么当SwitchA再收到目的设备为SwitchD的数据报文时，SwitchA会通过接口Interface4转发出去，报文就可以经由SwitchC到达SwitchD。

通过Flush报文通知设备更新的机制无须等到表项老化后再进行更新，可以极大程度地减少表项更新所需时间。通常，链路的切换过程可在毫秒级的时间内完成，最大限度地减少流量的丢失。

11、Smart Link链路恢复处理原理

当原主用链路故障恢复时，Interface1将维持在阻塞状态，不进行抢占，从而保持流量稳定。如果希望流量切换到原主用链路，可以通过如下两种机制进行切换。

1、使用Smart Link组回切功能，需要在SwitchD上使能回切功能。当原主用链路故障恢复后，经过回切定时器设定的时间，Smart Link会自动将流量切换到原主用链路上。

2、使用配置命令强制让Smart Link立即将流量切换到原主用链路上。

如上图1所示组网示例，当SwitchD的Interface1的链路恢复后，如果配置了Smart Link组回切功能，在回切定时器超时后，Interface2将被阻塞并切换到待命状态，而Interface1将切换到转发状态。而如果使用配置命令强制让Smart Link进行链路切换，在执行命令后，Interface2将被立即阻塞并切换到待命状态，而Interface1会切换到转发状态。在实际工作中，不建议配置强制切换，因为如果出现频繁的UP/DOWN会造成数据丢失。

12、Smart Link负载分担

在同一个组网中，同一时刻双上行链路中只有一条处于转发状态，另一条链路不承载流量，即链路利用率只有50%。

Smart Link支持负载分担实例，备份链路分担指定的负载分担实例内VLAN的流量，即允许指定实例对应的VLAN数据通过备份链路进行转发（主链路此时不会对这些VLAN数据进行转发），从而使主链路和备份链路承载不同VLAN数据流量的转发，达到负载分担的目的。

图1 Smart Link负载分担组网图示例 

如上图1所示，在未配置负载分担的情况下，所有报文都通过SwitchD的Interface1接口沿转发（Active）链路进行传输。

为了提高链路利用率，通过配置Smart Link负载分担，让部分VLAN的数据通过SwitchD的Interface2接口进行传输。

将VLAN 300～VLAN 400配置为Smart Link负载分担实例，让VLAN 300～VLAN 400的数据通过SwitchD的Interface2接口进行传输。

而未配置为负载分担实例的VLAN 100～VLAN 200的报文还是通过主用链路转发，从而实现在Smart Link组中对实例中映射的VLAN数据流量进行负载分担。

13、Monitor Link基本概念

Monitor Link通过监控上行接口所在的链路对下行接口进行同步设置。相互配合工作的上行接口和下行接口组合成一个Monitor Link组。

图1 Monitor Link组网图示例 

14、Monitor Link组

Monitor Link组也叫监控链路组，由上行接口和下行接口共同组成。组的成员可以是单接口、静态聚合组、手工聚合组或Smart Link组，其中Smart Link组只能作为上行接口。下行接口的状态随上行接口的变化而变化。如上图1所示，Interface1和Interface2组成了一个Monitor Link组；Interface3和Interface4组成了一个Monitor Link组。

15、Monitor Link上行接口

上行接口又称为Uplink接口，是Monitor Link组中受监控者，上行接口故障则表示该Monitor Link组故障，该组的下行接口将都会被强制设为Down状态。

如上图1所示，Interface1和Interface3为上行接口。上行链路也可以是Smart Link组，当上行链路是Smart Link组时，只有当Smart Link组的两个接口都处于inactive状态（包括Down）时，才能认为该上行链路故障。

图2 Smart Link和Monitor Link联合组网示意图

如上图2所示，Smart Link组作为Monitor Link的上行接口。

16、Monitor Link下行接口

下行接口又称为Downlink接口，是Monitor Link组中监控者，下行接口故障不影响上行接口，也不影响其他下行接口。如上图1所示，Interface2和Interface4为下行接口。

17、Monitor Link基本原理

图1 Monitor Link组网图示例 

配置Monitor Link组后，上行接口将被实时监控，一旦上行接口出现故障，包括链路故障、OAM的单通故障、OAM的连接无法建立等，其所在组的所有Up的下行接口都会被强制设为Down状态。当上行链路恢复正常时，恢复下行接口。

如上图1所示，如果Interface1所在的上行链路发生故障，Monitor Link会将Interface2强制设为Down状态。从而SwitchC可以感知经由SwitchB到达SwitchA的这条链路发生故障。当Interface1所在的上行链路恢复正常后，Monitor Link会取消对Interface2强制设定的Down状态，开启Interface2。

当上行接口是Smart Link组时，只有当Smart Link组的两个接口都处于inactive状态（包括Down）时，才能认为该上行接口故障。

当下行接口是聚合组时，上行故障将会强制将聚合组中的所有接口设为Down状态，同样，恢复时也是对聚合组的所有接口进行操作。

目前华为设备支持的Smart Link组数、Monitor Link组数最高均为16。

18、Smart Link与Monitor Link配合组网应用场景举例

一般情况下，Smart Link只能感知与其接口直连的链路故障。例如，SwitchD的Interface1和Interface2配置了Smart Link。

 图1 Smart Link与Monitor Link配合典型组网示例

如上图1所示，Smart Link只能感知与其直连的Interface1与SwitchB、Interface2与SwitchC之间的链路故障。当SwitchD的上游链路SwitchB与SwitchA之间的链路发生故障时，Smart Link不能及时直接感知此故障，从而不能迅速切换链路，导致流量丢失。

将Monitor Link配置在Smart Link的上游设备上，可使Smart Link迅速感知上游链路故障，进行链路切换。Smart Link与Monitor Link配合使用，扩大了Smart Link的应用场景范围，使组网构建更为灵活。

如上图1所示，Smart Link配置在SwitchD和SwitchE上。当SwitchB与SwitchD或SwitchC与SwitchE之间的链路出现故障时，Smart Link组迅速感知并进行链路的切换。为了使SwitchD或SwitchE能快速感知SwitchA与SwitchB或SwitchA与SwitchC之间的链路故障，可以在SwitchB和SwitchC上配置Monitor Link组。

以SwitchD和SwitchB为例。在SwichtD上配置Smart Link组，Interface1和Interface2加入此Smart Link组。在SwitchB上配置Monitor Link组，接口Interface5作为上行接口，接口Interface3和Interface4作为对应下行接口。Monitor Link组一旦检测到上行接口所在链路故障，将强制关闭下行接口，从而触发SwitchD上的Smart Link组内的链路切换。当上行接口或链路故障恢复时，下行接口将自动开启，从而使SwitchD能够迅速感知上行链路状态的变化。