【ENSP模拟器】链路技术(HCNA)——Smart Link的基本原理和配置实例

目录

Smart Link的配置实例

1.配置思路

2.配置步骤

(1)配置SwitchA(LSW3)

(2)配置SwitchA(LSW3)

(3)配置SwitchA(LSW3)

(4)配置Switch B(LSW1)

(5)配置Switch C(LSW2)

(6)配置SwitchA(LSW3)

(7)配置SwitchA(LSW3)


如图所示,接入交换机S4下面接入了N个用户终端,S4通过两条上行链路Link2-4 和 Link3-4分别与汇聚交换机S2和S3相连。S2和S3分别通过链路Link1-2和Link1-3与核心交换机S1相连,S1通过路由器接入Internet。为了消除工作环路,每台交换机上都会运行了STP协议。假设STP树的链路包含了Link1-2 、Link1-3、Link2-4,那么,当Link2-4中断后,Link3-4就会加入到STP树中,从而保证了网络的连通性。然而我们知道,STP的收敛速度是比较慢的,一般在秒的数量级上。如果网络中的链路是一些高速链路,那么在STP切换链路的过程中,就会导致大量的数据丢失。如果用户中断上运行了一些对丢包非常敏感的业务,那么这些业务就会受到严重的影响。

Smart Link的基本原理 

针对上述的问题,华为公司设计并实现了一种称为Smart Link的私有协议,该协议的主要作用是在一定的场景下代替STP协议,并能实现快速(毫秒级)的链路切换。

一个Smart Link组由两个端口组成,其中一个主端口,另一个是为从端口。正常情况下,只有主端口处于转发(Active)状态,而从端口被阻塞,处于待命(Inactive)状态。当主端口发生故障时,Smart Link组会自动将主端口阻塞,并且立刻将从端口的状态从待命状态切换到转发状态。Smart Link技术常用于双上行组网环境。

如图所示,交换机S4上配置了一个Smart Link组,GE1/0/1为其主端口,GE1/0/2为其从端口。正常情况下,主端口GE1/0/1处于转发状态,从端口GE1/0/2处 于待命状态,所以真正处于工作状态的链路有Linkl-3Link 1-2.Link2-4,Link3-4则处于中断状态,这就避免了环路的产生。如果主端口GE1/0/1本身突然发生故障, 或者主端口GE1/0/1感知到了Link2-4的中断,那么Smart Link组就会立即将主端口GE1/0/1设定为阻塞状态,同时立即将从端口GE1/0/2的状态从待命状态切换到转发状 态。这样一来,真正处于工作状态的链路就立即变成了Linkl-3Link 1-2, Link3-4,Link2-4则处于中断状态。这样一来,既保证了网络的连通性,又避免了任何环路的 产生。注意,Smart Link协议是与STP协议互斥的,所以图10-15所示的网络中是没 有运行STP的。

从上面的描述中我们可以感觉到,Smart Link技术的工作原理是非常简单的。然而, 真正的情况可能并非像我们想象的那么简单。接下来,我们将通过一个例子来说明一下Smart Link技术需要解决的主要问题。

如下图的左半部分所示,交换机S4上配置了一个Smart Link组,GE1/0/1为其主 端口,GE1/0/2为其从端口,目前网络处于正常工作状态,即Link3M处于中断状态.Link 1-3.Linkl-2Link2-4都处于工作状态。另外,我们假定PC1的网口的MAC地址为MAC-1

假设在7时刻,PC1Internet发送了一个帧,那么这个帧必然会经过Link2-4Link1-2,然后从交换机S1GE1/0/3端口进入S1, S1会将这个帧转发给路由器。根据 交换机的MAC地址学习机制,几乎也是在T时刻(忽略掉这个帧从PC1运动到S1所 经历的时间),S1上的关于MAC-1的表项的内容将成为:对应的端口为GE1/0/3,老化 计时器(倒数计时器)的值为300秒(缺省值)。

然后,如图的右半部分所示,我们假设在T+5秒的时刻,Link2V发生了中 断,S4的主端口GE1/0/1立即被阻塞,从端口GE1/0/2立即被切换成转发状态。这时的 工作链路变成了Linkl-3, Linkl-2, Link3-4同时,S1上的关于MAC-1的表项的内容将成为:对应的端口为GE1/0/3,老化计时器的值为295秒。

现在,我们假设时间已经从35秒时刻过渡到了 T+10秒时刻,并且假设在这段时间 内PC1没有向外发送过任何帧,因此,S1上的MAC地址表中仍然存在关于MAC-1的表 项,MAC-1对应的端口仍然为GE1/0/3,只是老化计时器的值已经变成了290秒,如图所示。就在冲10秒这个时刻,我们假设S1从路由器那里接收到了一个目的MAC地址为MAC-1的帧。显然,S1在查询了自己的MAC地址表后,会将这个帧从其GE1/0/3端口转发出去,而不是从其GE1/0/4端口转发出去。然而我们知道,此时Link2V是处于 中断状态的,所以这个帧是不可能被送达至PC1的,这就发生了我们不愿看到的丢帧现 象。一个极端的情况是,假设在丁+10秒时刻至再300秒时刻这段时间内,PC1一直都没有向外发送过帧,也就是说,S1上的MAC地址表中的MAC-1对应的端口一直是GE1/0/3,那么在这段时间内,路由器向S1发送的、目的MAC地址为MAC-1的所有帧都会丢失。

上图为T时刻和T+5时刻的情况

上图为T+10时刻的情况

Smart Link是如何避免上述丢帧现象的呢?针对上述丢帧问题,Smart Link定义了 一种被称为Flush帧的协议帧,这种帧的目的MAC地址为组播MAC地址01-0f^e2-00-00-04o Flush帧的主要作用是通知相关的交换机即时清除掉MAC地址表中 的错误表项。

如图10-18所示,假设时间重新回到了7V5秒那一时刻。在此时刻,Link2-4发生了 中断,S4的主端口GE1/0/1立即被阻塞,从端口GE1/0/2立即被切换成转发状态。这时 的工作链路变成了Link 1-3. Link 1-2, Link3-4。同时,S1上的关于MAC-1的表项的内 容是:对应的端口为GE1/0/3,老化计时器的值为295秒。现在,在Smart Link协议的 作用下,S4会立即通过其从端口GE1/0/2向外发送Flush帧,S1接收到Flush帧并且经过分析处理之后,会立刻将自己的MAC地址表那条关于MAC-1的表项清除掉。关于Flush帧的结构及其携带的控制信息,我们就不再描述。

重回T+5秒时刻

接下来,假设时间又从T+5秒时刻过渡到了T+10秒时刻,并且假设在这段时 间内PC1没有向外发送过任何帧,因此,S1上的MAC地址表中不会存在关于MAC-1的表项,如图所示。就在升10秒这个时刻,我们假设S1从路由器那 里接收到了一个目的MAC地址为MAC-1的帧。显然,S1在自己的MAC地址表中 査找不到关于MAC-1的表项,因此,S1就会将这个帧从其GE1/0/3端口和GE1/0/4端口泛洪岀去。显然,从S1GE1/0/3端口出去的、目的MAC地址为MAC-1的 帧无法被送达至PC1(因为Link2-4处于中断状态),但是,从GE1/0/4端口出去的、 目的MAC地址为MAC-1的帧会经过Linkl-3Link3-4而到达PC1,这样就避免 了丢帧的情况。

重回T+10秒时刻

从前面的例子中我们可以看到,Flush帧在Smart Link协议中扮演着非常关键的作 用。为了控制Flush帧的传播及作用范围,Smart Link会专门为Flush帧定义一个VLAN,称为控制VLAN» Flush帧在被发送之前必须带上控制VLANTag如果某台设备需 要接收并处理Flush帧,那么我们就必须事先对该设备进行相应的配置,使它能够接收、 识别并处理带有控制VLAN Tag的帧。如果一台设备没有进行上述配置,那么它在接收 到带有控制VLAN Tag的帧时,会直接将其丢弃。

最后,我们简单介绍一下Smart Link的回切功能。正常情况下,Smart Link的主端 口处于Active状态,从端口处于Inactive状态。当主端口Down掉(主链路中断)后, 主端口的状态会切换成Inactive,从端口的状态会切换为Active但是,主端口重新Up(主链路重新接通)之后,SmartLink并不会自动将主端口的状态回切到Active,同时也 不会将从端口的状态回切到Inactive«如果需要将主端口的状态回切到Active,将从端口 的状态回切到Inactive,那么我们就必须事先配置好Smart Link的回切功能。另夕卜,在配 置Smart Link回切功能时,我们还需要配置一个被称为“回切时间”的参数,其缺省值 为60秒。也就是说,主端口虽然重新Up(主链路重新接通)了,但Smart Link还应该 等待一段时间(这段时间就是所谓的回切时间)之后才进行回切操作。因为主端口虽然 重新Up(主链路重新接通)了,但其工作状态可能还并不稳定,甚至可能出现闪通和闪 断的现象,这就是为什么回切操作一般不宜马上进行的原因。

Smart Link的配置实例

如图所示,Switch A、Switch BSwitch C组成了一个环路。我们需要在Switch A上将端口GE1/0/1GE1/0/2配置在一个Smart Link组内,并让GE1/0/1成为主端口,GE1/0/2成为从端口。

使用ENSP模拟器的拓扑图如下:

1.配置思路

(1)创建Smart Link组,将相应的端口加入到Smart Link组,并指定端口角色

(2)使能Flush帧发送功能

(3)使能Flush帧接受功能

(4)使能Smart Link回切功能

(5)使能Smart Link功能

2.配置步骤

由于Smart Link协议是与STP协议互斥的,所以在配置Smart Link之前需要先进入相应的接口视图,并使用stp disable命令来取消STP协议的功能。

(1)配置SwitchA(LSW3)

[LSW3]interface GigabitEthernet 0/0/1

[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]stp disable 

[LSW3-GigabitEthernet0/0/1]quit 

[LSW3]interface GigabitEthernet 0/0/2

[LSW3-GigabitEthernet0/0/2]stp disable 

[LSW3-GigabitEthernet0/0/2]quit 

接下来在Switch A(LSW3)上创建Smart Link组1,并且使用port 命令将GE0/0/1配置为Smart Link组1的主端口,将GE0/0/2配置为Smart Link组2的从端口。

(2)配置SwitchA(LSW3)

[LSW3]smart-link group 1

[LSW3-smlk-group1]port GigabitEthernet 0/0/1 master 

[LSW3-smlk-group1]port GigabitEthernet 0/0/2 slave 

然后,使用flsuh send命令使能Smart Link组1发送Flush帧的功能,携带的控制VLAN 编号为10,密码为“123”.

(3)配置SwitchA(LSW3)

[LSW3-smlk-group1]flush send control-vlan 10 password simple 123

在Switch B(LSW1)和Switch C(LSW2)上使用 smart-link flush receive命令,指定他们的GE0/0/1端口和GE0/0/2端口可以接收和处理携带控制VLAN 编号为10 的Flush帧

(4)配置Switch B(LSW1)

[LSW1]interface GigabitEthernet 0/0/1

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]smart-link flush receive control-vlan 10 password simple 123

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]quit 

[LSW1]interface GigabitEthernet 0/0/2

[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]smart-link flush receive control-vlan 10 password simple 123

[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]quit

(5)配置Switch C(LSW2)

[LSW2]interface GigabitEthernet 0/0/1

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]smart-link flush receive control-vlan 10 password simple 123

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]quit 

[LSW2]interface GigabitEthernet 0/0/2

[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]smart-link flush receive control-vlan 10 password simple 123

[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]quit

接下来,使用restore enable命令配置回切功能,使用timer wtr命令设定回切时间为30秒。

(6)配置SwitchA(LSW3)

[LSW3-smlk-group1]restore enable 

[LSW3-smlk-group1]timer wtr 30

最后,使用命令smart-link enable来使能Smart Link1的功能。

(7)配置SwitchA(LSW3)

[LSW3-smlk-group1]smart-link enable 

 现在,我们需要对配置好的Smart Link1进行确认,也就是通过display smarMink group命令来査看相关信息。以Switch A为例。

从回显信息中我们可以看到,Smart Link1已经使能,GigabitEthemet 0/0/1作为主 端口处于Active状态,GigabitEthemet 0/0/2作为从端口处于Inactive状态,控制VLANID10,回切时间是30秒。


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