Smart Link概述-低调大师

Smart Link概述

2021-06-18 494

一、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，以最大限度地避免单点故障，提高网络可靠性。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STP（生成树协议），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。

Smart Link是一种针对双上行组网的解决方案，实现了高效可靠的链路冗余备份和故障快速切换。

说明：1. Smart Link是H3C和华为私有协议；2. 故障切换速度可达厘秒级

Smart Link的主要特点如下：

专用于双上行组网；
收敛速度快（达到厘秒级）；
配置简单，便于用户操作（其实并不简单）。

Monitor Link是对Smart Link技术的有力补充。Monitor Link用于监控上行链路，以达到让下行链路同步上行链路状态的目的，使Smart Link的备份作用更加完善。

注意：（1）Smart-link、STP、RRPP同时只能运行一种；（2）配置Smart-link时，需要在相关接口上关闭STP特性。

二、Smart Link相关概念

1. 运行机制

双上行的两个端口组成一个Smart-link组，配置为主端口和副端口，主端口链路故障，立即切换为副端口转发数据。

2. 保护VLAN

说明：可以理解为业务vlan

Smart-link组允许转发的VLAN,以MST实例的形式进行映射。

3. 控制VLAN

FLUSH报文转发的VLAN。

4. FLUSH报文

说明：不配置flush报文，Smart Link主端口故障链路也会立即切换到从端口，但是由于上行交换机学习的MAC地址仍然对应原接口，此时需要等到mac地址表刷新业务才能恢复故障。通过flush报文可以立即刷新正确的MAC地址记录。

技术背景

链路发生故障切换时，上行交换机学习的MAC地址仍然对应原接口，需要通过流量来刷新正确的MAC地址记录。

解决方案

收到Flush报文的交换机，会在接收报文的端口重新学习MAC地址记录。

5. Smart-link角色抢占模式

默认主端口故障恢复后，不会发生角色抢占，即主链路故障恢复后业务仍然走备链路，除非备链路故障再次切换到主链路。可通过配置使主端口自动抢占角色。

6. Monitor Link

定义

用于把上行链路的存活状态同步到下行链路，使Smart-link可以感知到跨设备的链路故障。

原理

上行端口：连接上层设备的端口

下行端口：连接Smart-link的端口

当所有上行端口Down，自动关闭下行端口；任意一个上行端口Up，自动开启下行端口。

三、Smart Link配置实例

1. 配置拓扑

2. 配置需求

（1）网络中有 Vlan10，Vlan20，Vlan30，Vlan40 一共 4 个业务 Vlan，数据可以在所有链路上转发

（2）在 SW1 上使用 Smart-link 对上行链路进行备份。要求 Smart-link组1 引用 MST 实例 1 （映射 Vlan10 和 Vlan20）的流量经过 SW2 的链路访问上行设备，而 Smart-link 组 2 引用实例 2（映射 Vlan30 和 Vlan40）的流量经过 SW3 的链路访问上行设备，组 1 和组 2 分别在 Vlan100 和 Vlan200 内发送和接收 Flush 报文

（3）要求当 Smart-link 主链路故障恢复后，端口角色能够自动恢复

（4）要求当 SW2 和 SW3 的上行链路故障后，也能触发 Smart-link 角色切换

（5）按图所示，接入层配置两台PC，验证实验结果

3. 配置步骤

（1）配置保护VLAN和控制VLAN，并在相关接口下放行

在所有交换机上创建 Vlan10，Vlan20，Vlan30 和 Vlan40，另外由于后面需要配置控制 VLAN，所以还需要创建 Vlan100 和 Vlan200，配置所有互联接口类型为 Trunk，放行所有 Vlan

[SW1]vlan 10
[SW1-vlan10]vlan 20
[SW1-vlan20]vlan 30
[SW1-vlan30]vlan 40
[SW1-vlan40]vlan 100
[SW1-vlan100]vlan 200
[SW1-vlan200]int g 1/0/1
[SW1-GigabitEthernet1/0/1]port link-type trunk 
[SW1-GigabitEthernet1/0/1]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW1-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW1-GigabitEthernet1/0/2]port link-type trunk
[SW1-GigabitEthernet1/0/2]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW1-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW1]

[SW2]vlan 10
[SW2-vlan10]vlan 20
[SW2-vlan20]vlan 30
[SW2-vlan30]vlan 40
[SW2-vlan40]vlan 100
[SW2-vlan100]vlan 200
[SW2-vlan200]int g 1/0/1
[SW2-GigabitEthernet1/0/1]port link-type trunk
[SW2-GigabitEthernet1/0/1]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW2-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]port link-type trunk
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW2]

[SW3]vlan 10
[SW3-vlan10]vlan 20
[SW3-vlan20]vlan 30
[SW3-vlan30]vlan 40
[SW3-vlan40]vlan 100
[SW3-vlan100]vlan 200
[SW3-vlan200]int g 1/0/1
[SW3-GigabitEthernet1/0/1]port link-type trunk
[SW3-GigabitEthernet1/0/1]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW3-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW3-GigabitEthernet1/0/2]port link-type trunk
[SW3-GigabitEthernet1/0/2]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW3-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW3]

[SW4]vlan 10
[SW4-vlan10]vlan 20
[SW4-vlan20]vlan 30
[SW4-vlan30]vlan 40
[SW4-vlan40]vlan 100
[SW4-vlan100]vlan 200
[SW4-vlan200]int g 1/0/1
[SW4-GigabitEthernet1/0/1]port link-type trunk
[SW4-GigabitEthernet1/0/1]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW4-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW4-GigabitEthernet1/0/2]port link-type trunk
[SW4-GigabitEthernet1/0/2]port trunk permit vlan 10 20 30 40 100 200
[SW4-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW4]

（2）在 SW1 上使用 Smart-link 对上行链路进行备份。要求 Smart-link组1 引用 MST 实例 1 （映射 Vlan10 和 Vlan20）的流量经过 SW2 的链路访问上行设备，而 Smart-link 组 2 引用实例 2（映射 Vlan30 和 Vlan40）的流量经过 SW3 的链路访问上行设备，组 1 和组 2 分别在 Vlan100 和 Vlan200 内发送和接收 Flush 报文

2.1 在SW1上配置 MST域，创建Instance1映射Vlan10、Vlan20 ，Instance2 映射 Vlan30、Vlan40

说明：Smart Link只是调用实例，而不是mstp，不需要配置域名和修订级别

[SW1]stp region-configuration 
[SW1-mst-region]instance 1 vlan 10 20
[SW1-mst-region]instance 2 vlan 30 40
[SW1-mst-region]active region-configuration 
[SW1-mst-region]dis this
#
stp region-configuration
 instance 1 vlan 10 20 
 instance 2 vlan 30 40 
 active region-configuration
#

2.2 在所有交换机的 G1/0/1 和 G1/0/2 端口上关闭 STP 特性

[SW1]int g 1/0/1
[SW1-GigabitEthernet1/0/1]undo stp enable
[SW1-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW1-GigabitEthernet1/0/2]undo stp enable
[SW1-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW1]

[SW2]int g 1/0/1
[SW2-GigabitEthernet1/0/1]undo stp enable
[SW2-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]undo stp enable
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW2]

[SW3]int g 1/0/1
[SW3-GigabitEthernet1/0/1]undo stp enable
[SW3-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW3-GigabitEthernet1/0/2]undo stp enable
[SW3-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW3]

[SW4]int g 1/0/1
[SW4-GigabitEthernet1/0/1]undo stp enable
[SW4-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW4-GigabitEthernet1/0/2]undo stp enable
[SW4-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW4]

2.3 在SW1上创建 Smart-link 组1，引用实例1，配置控制VLAN 为 Vlan100，主端口为 G1/0/1，从端口为 G1/0/2

说明：（1）在Smart-link 组里看不到主从端口，只能在端口下查看；（2）添加主从端口也可以在端口下使用[SW1-GigabitEthernet1/0/1]port smart-link group 1 primary 命令。

[SW1]smart-link group 1
[SW1-smlk-group1]protected-vlan reference-instance 1
[SW1-smlk-group1]flush enable control-vlan 100
[SW1-smlk-group1]port GigabitEthernet 1/0/1 primary 
[SW1-smlk-group1]port GigabitEthernet 1/0/2 secondary 
[SW1-smlk-group1]dis this
#
smart-link group 1
 flush enable control-vlan 100
 protected-vlan reference-instance 1 
#

2.4 在SW1 上创建Smart-link组2，引用实例2，配置控制VLAN 为 Vlan200，主端口为 G1/0/2，从端口为 G1/0/1

[SW1]smart-link group 2
[SW1-smlk-group2]protected-vlan reference-instance 2
[SW1-smlk-group2]flush enable control-vlan 200
[SW1-smlk-group2]port GigabitEthernet 1/0/1 secondary 
[SW1-smlk-group2]port GigabitEthernet 1/0/2 primary 
[SW1-smlk-group2]dis this
#
smart-link group 2
 flush enable control-vlan 200
 protected-vlan reference-instance 2 
#

2.5 在 SW2，SW3，SW4 的互联端口上配置允许在 Vlan100 和 Vlan200 发送接收 Flush 报文

[SW2]int g 1/0/1
[SW2-GigabitEthernet1/0/1]smart-link flush enable control-vlan 100 200
[SW2-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]smart-link flush enable control-vlan 100 200
[SW2-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW2]

[SW3]int g 1/0/1
[SW3-GigabitEthernet1/0/1]smart-link flush enable control-vlan 100 200
[SW3-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW3-GigabitEthernet1/0/2]smart-link flush enable control-vlan 100 200
[SW3-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW3]

[SW4]int g 1/0/1
[SW4-GigabitEthernet1/0/1]smart-link flush enable control-vlan 100 200
[SW4-GigabitEthernet1/0/1]int g 1/0/2
[SW4-GigabitEthernet1/0/2]smart-link flush enable control-vlan 100 200
[SW4-GigabitEthernet1/0/2]quit
[SW4]

2.6 把 Vlan1 所在的实例 0 也引用到 Smart-link 组 1 来解决vlan1环路的问题

说明：Smart-link配置完成后，由于只引用了实例1和实例2，并没有引用Vlan1所在的实例0；而SW1的相关接口关闭了STP特性，导致 SW2、SW3和SW4上的STP协议判断没有环路，从而不会阻塞任何端口；而且所有接口都配置为了 Trunk 并默认放行 Vlan1，所以当前网络中 Vlan1 存在逻辑环路

解决vlan1环路的3个办法：

（1）把vlan1映射到instance1或者instance2；

（2）把instance0引用到Smart-link group 1或者Smart-link group 2；

（3）在所有trunk端口上禁止放行vlan1

[SW1]smart-link group 1
[SW1-smlk-group1]protected-vlan reference-instance 0
[SW1-smlk-group1]dis this
#
smart-link group 1
 flush enable control-vlan 100
 protected-vlan reference-instance 0 to 1 
#

使用dis smart-link group all 查看Smart Link配置

可以看到，smart-link组1中，SW1的g1/0/1为主端口，g1/0/2为从端口；smart-link组2中，SW1的g1/0/1为从端口，g1/0/2为主端口。配置基本完成，可以shutdownSW1的g1/0/1端口查看主从端口的角色切换情况，同时PC1pingSW4上的网关，查看丢包情况。

[SW1]dis smart-link group all 
Smart link group 1 information:
  Device ID       : ac2c-0fb6-0100
  Preemption mode : None
  Preemption delay: 1(s)
  Control VLAN    : 100
  Protected VLAN  : Reference Instance 0 to 1


  Member                  Role      State   Flush-count     Last-flush-time
  -----------------------------------------------------------------------------
  GE1/0/1                 PRIMARY   ACTIVE  2               23:56:04 2021/05/30 
  GE1/0/2                 SECONDARY STANDBY 0               NA                  


Smart link group 2 information:
  Device ID       : ac2c-0fb6-0100
  Preemption mode : None
  Preemption delay: 1(s)
  Control VLAN    : 200
  Protected VLAN  : Reference Instance 2


  Member                  Role      State   Flush-count     Last-flush-time
  -----------------------------------------------------------------------------
  GE1/0/2                 PRIMARY   STANDBY 0               NA                  
  GE1/0/1                 SECONDARY ACTIVE  2               00:03:33 2021/05/31

说明：

实验结果证明真的1个pack没丢，强于MSTP,Smart Link牛！牛！！牛！！！

2.7 配置当 Smart-link 主链路故障恢复后，端口角色能够自动恢复

[SW1-smlk-group1]preemption mode role

[SW1-smlk-group2]preemption mode role

说明：Smart-link 默认不开启角色抢占，如主链路故障恢复后，仍然保持数据从备份链路传输。需要配置开启抢占模式，才能够使端口角色自动恢复

[SW1]smart-link group 1
[SW1-smlk-group1]preemption mode role 
[SW1-smlk-group1]quit
[SW1]smart-link group 2
[SW1-smlk-group2]preemption mode role 
[SW1-smlk-group2]dis this
#
smart-link group 2
 preemption mode role
 flush enable control-vlan 200
 protected-vlan reference-instance 2 
#

效果测试：关闭SW1的G1/0/1口，Smart-link组1会切换G1/0/2口为活跃链路，再次开启G1/0/1口后，活跃链路会重新切换回G1/0/1口

2.8 配置Monitor Link，当SW2 和SW3的上行链路故障后，也能触发 Smart-link 角色切换

说明：Smart-link 只监听本机端口状态，当本机主端口故障，才会触发角色切换。所以需要在 SW2 和 SW3 上配置 Monitor-link，当SW2、SW3的上行链路故障时，也能触发Smart-link

2.8.1 在 SW2 上创建 Monitor-link 组，配置上行端口为 G1/0/1，下行端口为 G1/0/2

[SW2]monitor-link group 1
[SW2-mtlk-group1]port GigabitEthernet 1/0/1 uplink 
[SW2-mtlk-group1]port GigabitEthernet 1/0/2 downlink 
[SW2-mtlk-group1]dis this
#
monitor-link group 1
#

2.8.2 在 SW3 上创建 Monitor-link 组，配置上行端口为 G1/0/2，下行端口为 G1/0/1

[SW3]monitor-link group 1
[SW3-mtlk-group1]port  GigabitEthernet 1/0/2 uplink 
[SW3-mtlk-group1]port  GigabitEthernet 1/0/1 downlink 
[SW3-mtlk-group1]dis this
#
monitor-link group 1
#

效果测试：在 SW2 关闭 G1/0/2 口或 SW3 上关闭 G1/0/2 口，Monitor-link 会自动关闭 G1/0/1 口来触发 SW1 的 Smart-link 的角色切换。整个配置结束。

附：

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