冗余备份Smart Link技术，保护及控制VLAN
一、Smart Link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。通常可通过生成树协议来消除环路，但
生成树协议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。
为了满足用户对链路快速收敛的要求，同时又能简化配置，我们针对双上行组网提出了 Smart Link
解决方案，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，因此具备较高的收敛速度（达到亚秒级）。
二、Smart Link介绍
1. Smart Link组
Smart Link 组也叫灵活链路组，每个组内只包含两个成员端口——主端口和从端口。正常情况下，
只有一个端口处于转发（ACTIVE）状态，另一个端口被阻塞，处于待命（STANDBY）状态。当处
于转发状态的端口出现链路故障（包括端口 down、以太网 OAM 检测到的单向链路等）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。
2. 主端口/从端口
主端口和从端口是 Smart Link 组中的两种成员端口。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，而从端口将保持待命状态。当主端口所在链路发生故障时，从端
口将切换为转发状态。
3. 主链路/从链路
我们把主端口所在的链路称为主链路，从端口所在的链路称为从链路。
4. Flush报文
当 Smart Link 组发生链路切换时，原有的 MAC 地址转发表项和 ARP/ND 表项将不适用于新的拓扑
网络，需要更新网络中的所有设备。这时，Smart Link 组通过发送 Flush 报文通知其它设备进行
MAC 地址转发表项和 ARP/ND 表项的刷新操作。Flush 报文是普通的组播数据报文，会被阻塞的接
收端口丢弃。
5. 保护VLAN
保护 VLAN 就是 Smart Link 组要保护的那些 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。
6. 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（如 图中的Device C
和Device D）会在发送控制VLAN内发送Flush报文。
7. 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（如 图 中的
Device A、Device B和Device E）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。
三、Smart Link机制
1. 链路备份
所示的组网中，Device C的端口Port 1 所在的链路是主链路，Port 2 所在的链路是从链路。
正常情况下，Port 1 处于转发状态，Port 2 处于待命状态。当主链路出现故障时，Port 1 将自动阻
塞并切换到待命状态，Port 2 将切换到转发状态。当端口切换到转发状态时，系统会输出日志信息
通知用户。
2. 网络拓扑变更
当 Smart Link 发生链路切换时，网络中各设备上的 MAC 地址转发表项和 ARP/ND 表项可能已经不
是最新状态，为了保证报文的正确发送，需要提供一种 MAC 地址转发表项和 ARP/ND 表项的更新
机制。目前更新机制有以下两种：
1）、 自动通过流量刷新 MAC 地址转发表项和 ARP/ND 表项。此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。
2）、 由 Smart Link 设备从新的链路上发送 Flush 报文。此方式需要上行的设备都能够识别 Smart
Link 的 Flush 报文并进行更新 MAC 地址转发表项和 ARP/ND 表项的处理。
3. 角色抢占
在 所示的组网中，Device C的端口Port 1 所在的链路是主链路，Port 2 所在的链路是从链路。
当主链路出现故障时，Port 1 将自动阻塞并切换到待命状态，Port 2 则从待命状态切换到转发状态。
当主链路恢复后：
在非角色抢占模式下，Port 1 仍将维持在阻塞状态，不进行链路状态切换，从而保持流量稳定。
只有等下一次链路切换时，该端口才会重新切换回转发状态。
在角色抢占模式下，Port 2 将自动阻塞并切换到待命状态，而 Port 1 则切换回转发状态。
4. 负载分担
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），并
使该端口在不同 Smart Link 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。
每个 Smart Link 组的保护 VLAN 是通过引用 MSTI（Multiple Spanning Tree Instance，多生成树实
例）来实现的。
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