單向鏈路檢測模式消除交換機誤診斷
大部分交換機都會有自我診斷的功能
當(dāng)交換機或者交換機端口由于某些原因出現(xiàn)故障的時候，都會通過指示燈來告知管理員存在的錯誤。不過有些時候交換機也會存在誤診斷的情況。如交換機的端口工作指示燈明明表示正常，但是用戶卻反映網(wǎng)絡(luò)不通。如果只是普通的用戶，問題還不是很大。但是如果這個端口恰巧是用來進行備份的，那么情況就會比較糟。為了避免這種情況，在實際工作中很多網(wǎng)絡(luò)管理員都喜歡采用交換機的UDLD模式來消除交換機的這種誤診斷。
一、什么情況下會出現(xiàn)誤診斷?
誤診斷的情形主要是即使當(dāng)鏈路或者交換機的端口指示燈正常的(即端口的狀態(tài)是UP的)，但是接口仍然無法正常傳遞數(shù)據(jù)流量。通常情況才將這種錯誤稱之為單向鏈路。一般情況下，當(dāng)出現(xiàn)接口故障、軟件故障、硬件失效或者其他異常原因的時候，就會出現(xiàn)這種錯誤。憑現(xiàn)在的技術(shù)手段，交換機還不能夠從根本上避免這種錯誤的發(fā)生。為此只有采取其他的方式，加強對交換機端口的檢測，以盡早發(fā)現(xiàn)這種錯誤。在思科系列的交換機上，就采用了UDLD模式來解決這種情況下的誤診斷。
UDLD從理論上來說，其是在第二層工作的協(xié)議。不過從實際情況來看，其往往跟第一層的內(nèi)容有很深的關(guān)系。也就是說，UDLD模式不光光在第二層運作，其還會跟第一層的相關(guān)機制協(xié)同工作，才能夠完成。其主要的思路就是UDLD協(xié)議運行在第一、二層之間，最終確定鏈路的實際工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有“鏈路UP狀態(tài)正常，但是沒有傳遞流量”的時候，UDLD協(xié)議會馬上報警。
具體的說，在第一層中通過自動協(xié)商功能來觀測物理信令等相關(guān)的參數(shù)運作。而UDLD協(xié)議則會完成一些自動協(xié)商機制不能夠執(zhí)行的任務(wù)。讓自動協(xié)商發(fā)現(xiàn)物理信令有異常的時候，不會自動將端口從UP狀態(tài)轉(zhuǎn)換為其他狀態(tài)，從而導(dǎo)致了單向鏈路的故障。而UDLD協(xié)議能夠接受來自自動協(xié)商機制傳遞來的參數(shù)，然后再發(fā)現(xiàn)故障的時候及時的將交換機端口處于關(guān)閉狀態(tài)。可見，UDLD模式所采用的不只只是一種協(xié)議，而是UDLD協(xié)議與自動協(xié)商機制相互作用的結(jié)果。如果網(wǎng)絡(luò)管理員要啟動UDLD模式的話，那么就必須要同時啟用UDLD協(xié)議和自動協(xié)商機制，在第一層與第二層中通過他們的各司其責(zé)、協(xié)同工作，來防止物理上或者邏輯上的單向連接，從而從根本上消除交換機的誤診斷。
網(wǎng)絡(luò)管理員需要明白的是，UDLD并不是交換機原有診斷體系的補充，而是一種獨立的診斷方法。也就是說，它是從另一個角度對交換機各個端口的運行狀態(tài)進行自我診斷。兩者之間基本上沒有沖突或者重疊的地方。在實際工作中，傳統(tǒng)的診斷方法與UDLD模式經(jīng)常是同時使用。
二、合理配置UDLD模式下的各種參數(shù)
如果同時啟用了UDLD協(xié)議與自動協(xié)商機制，就啟動了UDLD模式，在這種情況下，交換機的某個接口會定期的向鄰近的端口發(fā)送UDLD協(xié)議數(shù)據(jù)報。在正常情況下，交換機的這個接口會在預(yù)定計時器到期之前接收到回應(yīng)的數(shù)據(jù)包。如果在這個計時器到期之前，交換機發(fā)送UDLD數(shù)據(jù)包的接口還沒有收到回應(yīng)信息，則UDLD協(xié)議就會認為出現(xiàn)了故障，即發(fā)生了單向鏈路的故障(其實更加精確的說，應(yīng)該是自動協(xié)商發(fā)現(xiàn)了這個故障并告知了UDLD協(xié)議)。當(dāng)UDLD知道這種情況后，會馬上關(guān)閉有問題的交換機接口。
在UDLD配置的時候，首先需要考慮這個計時器。也就是說，將這個時間設(shè)置為多少為好。如果時間設(shè)置的比較短，不僅會造成不必要的數(shù)據(jù)流量，而且也有可能因為數(shù)據(jù)延遲等原因?qū)е聼o法在合理的時間內(nèi)接到回應(yīng)的數(shù)據(jù)包。而如果將這個計時器的時間設(shè)置的比較長的話，那么就可能無法在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題。要知道，可能一分鐘對于用戶來說，沒有多少感覺。但是對于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸來說，這個時間就很長了。默認情況下，這個計時器是15秒。
在實際工作中，網(wǎng)絡(luò)管理員可能需要根據(jù)不同的情況來合理設(shè)置這個參數(shù)。如需要根據(jù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜情況、布線的長短來考慮。如根據(jù)以前的情況，企業(yè)可能經(jīng)常會遇到網(wǎng)絡(luò)堵塞等情況，而這種堵塞也是暫時的，那么要適當(dāng)延長這個計時器等等。筆者的建議是在剛開始的時候可以將這個計時器設(shè)置的長一點，然后慢慢的減短。最后得到一個合理的數(shù)值。
三、提高端口的適用性
在采用普通接口的情況下，當(dāng)某個接口因為接收不到UDLD回應(yīng)消息時，接口就會關(guān)閉。這也有一種缺陷。如企業(yè)可能會有網(wǎng)絡(luò)擁塞，如因為臨時備份等等導(dǎo)致?lián)砣鹊?。此時在發(fā)送端可能無法在計時器到期之前收到回應(yīng)的信息。那么遇到這種情況時，如果將交換機的端口就設(shè)置為關(guān)閉，顯然就會引起不比要的麻煩。網(wǎng)絡(luò)管理員希望能夠給網(wǎng)絡(luò)“改錯”的機會。為此在原有UDLD模式的基礎(chǔ)上，思科交換機又提出了積極UDLD模式的概念。兩個模式的差異主要就在于后者給了網(wǎng)絡(luò)一個改錯的機會。
在積極UDLD模式下，當(dāng)交換機接口發(fā)現(xiàn)無法正常收到UDLD回應(yīng)信息的時候，并不會馬上將這個端口設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，而會繼續(xù)發(fā)送UDLD數(shù)據(jù)包。通常情況下，UDLD數(shù)據(jù)包會發(fā)送八次。如故發(fā)送八次之后仍然無法收到UDLD數(shù)據(jù)包的話，那么UDLD協(xié)議就會將這個端口狀態(tài)改為Err-disable狀態(tài)。如果在這個間斷的時間內(nèi)，發(fā)送端口能夠收到任何一個回應(yīng)信息，就會認為是正常的。很顯然，如果采用積極UDLD模式，就可能有效的避免因為網(wǎng)絡(luò)擁塞而導(dǎo)致的誤判問題。
采用積極UDLD模式的另外一個原因就是路由黑洞。什么叫做路由黑洞呢?這個定義不怎么好說，筆者就舉一個例子。如第3層或者路由接口正在經(jīng)歷單向鏈路時，此時接口匯保持在UP狀態(tài)，所以交換機就會繼續(xù)將流量轉(zhuǎn)換到這個接口。但是最終的結(jié)果是數(shù)據(jù)包將永遠達不到遠端設(shè)備的對應(yīng)接口之上。這就是路由黑洞的一個簡單例子。如果采用傳統(tǒng)的UDLD模式，還不能夠很好的避免這種情況下。相反，如果采用積極UDLD模式，就可以有效的避免路由黑洞導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)故障。
積極的UDLD模式除了在發(fā)送信息的次數(shù)上比較特殊之外，還有以下兩個特殊的地方。一是當(dāng)鏈路的一側(cè)端口發(fā)送擁塞時，積極模式的UDLD協(xié)議也會將端口設(shè)置為Error狀態(tài)，并顯示相關(guān)的措施信息。而采用傳統(tǒng)UDLD模式對這種情況不會有任何反應(yīng)。二是當(dāng)鏈路的一側(cè)端口處于UP狀態(tài)，而另一側(cè)處于Down狀態(tài)時，如果采用的是積極UDLD模式，則會顯示錯誤信息，并將端口設(shè)置為錯誤狀態(tài)。而如果采用傳統(tǒng)UDLD模式的話，則不會有任何反應(yīng)。這也正是筆者上面所講的通過積極UDLD模式來解決上路有黑洞的原因。
四、故障恢復(fù)后重新啟動交換機接口
無論采用的是傳統(tǒng)的UDLD模式，還是采用的是積極的UDLD模式，有一個共同點，即只要將端口設(shè)置為Error-disable狀態(tài)后，即使故障解決了，交換機也無法自動恢復(fù)接口。換句話說，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，網(wǎng)絡(luò)管理員需要手工恢復(fù)接口。一般的做法是，先將端口利用命令shutdown關(guān)閉掉，然后再利用命令no shutdown進行啟用。
總之，只要交換機支持，就啟用UDLD模式，甚至可以啟用積極UDLD模式，就可以有效的避免單向鏈路的誤診情況。特別是采用積極模式的UDLD，那么路由黑洞這個網(wǎng)絡(luò)難題也可以迎刃而解。
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