Smart Link + Monitor Link 实现二层链路故障判断与主备自动切换

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一、适用场景:

1、企业中有二层需要提高可靠性业务的主备链路;具备快速收敛性能,收敛速度可达到亚秒级,实现高效可靠。
2、运行的业务对可靠性有要求,对应的网络拓扑不适宜修改为三层链路,只能在原二层链路基础上提升可靠性;
3、采用华为智能网管型二层交换机组网,Smart Link与Monitor Link是华为私有协议;
4、遵循网络运行稳定大于一切的原则。

三层链路故障判断与自动切换参考:
(1)华为设备:MSTP+VRRP主备+DHCP+Eth-trunk链路聚合+BFD检测:
https://blog.csdn.net/weixin_43075093/article/details/130662938
(2)策略路由+静态路由+ip link+healthcheck检测外网物理链路提高网络的可靠性
https://blog.csdn.net/weixin_43075093/article/details/130893922

二、smart Link+monitor Link简介

(一)概念与定义:

1、Smart Link,又叫做备份链路。一个Smart Link由两个接口组成,其中一个接口作为另一个的备份。Smart Link常用于双上行组网,提供可靠高效的备份和快速的切换机制。
2、Monitor Link是一种接口联动方案,它通过监控设备的上行接口,根据其Up/Down状态的变化来触发下行接口Up/Down状态的变化,从而触发下游设备上的拓扑协议进行链路的切换。

(二)目的

下游设备连接到上游设备,当使用单上行方式时,若出现单点故障,会造成业务中断。若采用双上行方式,将一台下游设备同时连接到两台上游设备,可降低单点故障对网络的影响,提高了可靠性。

(三)优势

1、能够实现在双上行组网的两条链路正常情况下,一条链路处于转发状态,而另一条处于阻塞待命状态,从而可避免环路的不利影响。
2、配置和使用更为简洁,便于用户操作。
3、当主用链路发生故障后,流量会在毫秒级的时间内迅速切换到备用链路上,极大限度地保证了数据的正常转发。

三、拓扑图:

在这里插入图片描述

如上图所示,源主机有2条链路可达目标服务器,当主链路中任意一个接口故障、线路故障、设备故障时,Monitor Link对故障链路检测后就会断开这条主链路。源主机会自动从slave接口G0/0/2出发开始转发数据帧,经备用链路到达目标服务器。当主链路故障排除完毕后,经设定的时间xx秒,又会自动切换成为主链路状态。

四、配置过程:

(一)LSW1

System-view
Sysname LSW1
smart-link group 1
smart-link hold-time 1
restore enable
smart-link enable
port GigabitEthernet0/0/1 master
port GigabitEthernet0/0/2 slave
timer wtr 30

(二)LSW2

System-view
Sysname LSW2
monitor-link group 1
port GigabitEthernet0/0/2 uplink
port GigabitEthernet0/0/1 downlink 1
timer recover-time 4

(三)LSW3

System-view
Sysname LSW2
monitor-link group 1
port GigabitEthernet0/0/1 uplink
port GigabitEthernet0/0/2 downlink 1
timer recover-time 4
说明:本例中采用的是较为简单的拓扑,PC1主机和服务器server都在同一个网段,所以没有增加vlan的配置和安全配置。所以本例中的备用链路LSW4、LSW5、LSW6不需要配置。简单来说,也就是企业只需要增加主链路上的设备成本。原备用链路可考虑原投资继续使用。

五、验证结果:

(一)在LSW1上查看主链路正常时,配置后的smart-link状态:

在这里插入图片描述

1、从上图可以看出,GigabitEthernet0/0/1 Master Active,即G0/0/1是master主链路接口,active是活动状态。
2、GigabitEthernet0/0/2 Slave InActive,即G0/0/2接口是slave备用接口,Inactive是非活动状态。
3、There is no Load-Balance,说明当前是采用的主备模式,而非负载均衡状态。证明smart-link也可以采用负载均衡模式,进而提高链路的利用率。降低设备的CPU、缓存、内存、转发等压力。本例以讨论主备模式为主,负载均衡各位有空可进一步研究。

(二)在LSW2上查看主链路正常时,配置后的monitor-link状态:

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1、从上图可以看出,UpLk——》uplink即上行链路的state状态是up,即启用运行状态。
2、DwLk[1]——》downlink即下行链路的state是up,即启用运行状态。

(三)在LSW3上查看主链路正常时,配置后的monitor-link状态:

在这里插入图片描述

1、从上图可以看出,UpLk——》uplink即上行链路的state状态是up,即启用运行状态。
2、DwLk[1]——》downlink即下行链路的state是up,即启用运行状态。

(四)当smart-link和monitor-link运行在主链路正常状态时,我们使用PC主机访问server

在这里插入图片描述

1、从上图可以看出,有PC的request请求包,也有server服务器reply的回应包
2、上图是从LSW2的G0/0/1接口上抓的包,该路径是主链路。数据流量走向符合我们的预期要求。

(五)设置主链路故障,查看备用链路工作状态

1、在LSW4的G0/0/1接口上执行shutdown命令,假设这个接口的线路接头故障了,执行完成后,如下图:
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把LSW4的G0/0/1接口shutdown(模拟该接口的线路接头故障)后,很快整个主链路都经monitor-link检测后变红了,不再转发数据到这条链路上。
2、此时在LSW3上查看monitor-link的状态为down,如下图:
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3、然后在LSW1上查看smart-link的状态,G0/0/2接口slave的状态由Inactive变成了active活动状态,说明备用链路已经启用,如下图:
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4、从LSW5的G0/0/1接口上抓包查看,有icmp数据请求和回应,说明数据帧从PC经备用链路到达server服务器,如下图:
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5、再查看从pc主机ping的数据包到server服务器,只有3个icmp包超时,说明用户感知不到链路中断,如下图:
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本文至此结束,不足之处敬请批评指正。

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