網絡是數據中心最重要的組成部分。為了實現各種設備的互聯互通，并滿足多種業務需求，網絡技術也在不斷發展與完善。作為網絡協議發展歷史過程記錄的RFC文擋，從第一篇RFC開始，到現在已經有了8000多篇，形成標準的大大小小以太網協議類型有數十種，這些協議分別應用于不同的網絡場景。就算有這些網絡協議，也依然滿足不了現實業務的高速發展需求，所以出現了各種網絡封裝協議。比如：IPv4 over IPv6，MAC over IP，GER，MPLS等，通過增加報文封裝頭的方式賦予更多的含義。在這些網絡協議中，有這樣一類協議，它們需要和別的協議進行配合才能完成某些網絡動作，即網絡聯動協議。之所以將網絡聯動協議單獨拿出來說，是因為在數據中心網絡部署時，有時一般的網絡協議功能無法滿足業務要求時，采用多種協議聯動的方式或許可以很好地解決問題，而恰恰在眾多的網絡協議里，這些聯動協議卻很少有人關注，甚至被人遺忘在了角落里。其實網絡聯動可以解決很多網絡問題，尤其是涉及到網絡業務切換性能的應用，聯動協議是解決這類問題的最好方式。那下面就來詳細講講這些聯動協議技術，以便廣大的網絡技術工程師可以在日常的數據中心網絡設計、運維中大膽使用，滿足更多業務應用的部署要求。
HWPING
HWPING是一種網絡檢測工具，用以測量網絡上運行的各種協議的性能，可以實現比普通PING命令更多的功能。HWPING可以判斷目的主機是否可達，還可以測試DHCP、FTP、HTTP、SNMP等服務是否打開以及測試各種服務的響應時間等。最重要的是HWPING可以和多種網絡協議進行聯動，根據事先定義好的HWPING檢測結果的判斷標準，來執行相應的網絡聯動協議動作。HWPING可以和靜態路由、接口備份、VRRP等幾個功能聯動。比如采用HWPING的ICMP探測與靜態路由聯動，就可以使用HWPING來周期性地向特定的目的IP地址發送ICMP報文，等待回應。當對端的設備沒有在規定的時間內回應足夠的報文，HWPING就會與靜態路由聯動，調整路由。我們知道像OSPF/ISIS這些協議，Hello報文超時都要20多秒，而通過HWPING則沒有回應就可以執行聯動動作，比路由協議要快。還有VRRP也是，使用HWPING探測特定IP地址，沒有回應就降低VRRP的優先級，進行VRRP切換。不過HWPING已經是一種古老的技術，在如今的網絡環境中，靠HWPING的探測方式已經比較少了。伴隨著各種新協議的出現，HWPING逐漸退出了網絡世界。
BFD與路由
BFD協議也是一個用于檢測兩個轉發點之間故障的網絡協議，在RFC 5880中有詳細的描述。為什么說HWPING已過時，是因為像BFD協議可以提供毫秒級的檢測，精度要比HWPING高得多，實現BFD與上層路由協議的快速聯動，確保業務的永續性。一般網絡設備要部署BFD，對網絡設備的CPU有較高要求，一般只有用多核CPU技術，或者多CPU方式才能滿足，也就是單獨用一個核或者CPU來處理BFD報文，確保BFD報文的快速處理。比如：設置BFD超時時間是100MS，連續三個包丟失就認為BFD失效，那么就是300MS，一般的網絡設備如果遇到攻擊或者業務繁忙的情況下，CPU處理報文的速度就會降低，處理一個報文花上幾百毫秒是很可能的，這樣就無法滿足BFD協議的要求，所以后來BFD協議又細分為快速BFD和普通BFD，只有快速BFD才能達到毫秒級的檢測，支持這種快速BFD檢測的設備一定是采用的多核CPU或者是多個CPU，用一個核或CPU單獨處理BFD協議。與BFD協議聯動最多的就是路由協議，幾乎所有的路由協議都支持與BFD協議聯動，根據BFD協議檢測的結果，來改變當前設備路由的學習情況。
MAD與端口
在虛擬化的網絡設備中，一般這樣的設備是由多臺物理設備虛擬的一臺設備。當設備分裂后，一下子相當于網絡中出現了多臺設備MAC、IP都一樣的設備，顯然這樣會影響業務的正常轉發。在這種情況下，MAD技術就可以發揮作用了。在虛擬化環境中部署MAD技術，可以在設備發生分裂后，及時將備用設備的端口全部SHUTDOWN掉，這樣網絡中實際只保持有一臺設備轉發，如果網絡流量不是很大的情況下，這樣即使分裂了，業務也不會受到影響。MAD一般是通過LACP協議報文內容或者BFD協議報文內容實現檢測。比如采用LACP方式，實際上是利用LACP協議的擴展特性，在LACP報文中攜帶Active-ID字段的TLV，當虛擬化設備分裂后，通過LACP報文交互就可以感知到不同Active-ID的存在，這樣就可以執行MAD的動作，將備框設備的外連端口全部SHUTDOWN（堆疊端口除外），這是一種在虛擬化網絡環境中使用非常廣泛的協議聯動技術。
Monitor Link
Monitor Link是一種端口聯動的技術，主要用于配合二層拓撲協議的組網應用，通過監控設備的上行端口，根據其UP/DOWN狀態的變化來觸發下行端口UP/DOWN狀態的變化。說白了就是將網絡設備上的兩個端口配置到一個Monitor Link組中，當其中的一個端口UP/DOWN時，組內的其它端口同步進行UP/DOWN。這樣多端口同步UP或DOWN，可以加快二層網絡的流量切換，避免長時間的網絡斷流，尤其是在四臺以上口字型組網中，只有采用Monitor Link技術，才能保證端口切換時，網絡不斷流量。Monitor Link是Smart Link協議的有力補充，經常在Smart Link的組網環境中部署Monitor Link。
如果你覺得這些聯動協議還不夠，那你完全可以自己設計一種聯動協議，那么也許又是一篇RFC文檔，只要你的設計能解決一些其它聯動技術解決不了的問題，并且設計符合實際應用，那就有可能被IETF所采納。網絡聯動協議技術實際上很簡單，就是兩種協議，一個檢測一個動作，因果的關系。正是因為這些聯動協議簡單實用，所以才在二、三層轉發，端口，虛擬化等應用中都有涉及。掌握這些網絡聯動協議，將使得你的數據中心網絡變得更加靈活。
京公網安備 11010502049343號