局域网协议-DLDP技术白皮书-D

1、DLDP技术白皮书杭州华三通信技术有限公司 HYPERLINK / 第 PAGE 11页, 共11页DLDP技术白皮书关键词：单向链路，邻居，DLDP Down。摘 要：DLDP可以监控光纤或铜质双绞线的链路状态。如果发现单向链路存在，DLDP会根据用户配置，自动关闭或通知用户手工关闭相关端口，以避免流量的错误转发。本文介绍了DLDP的基本概念、运行机制和典型组网应用。缩略语：缩略语英文全名中文解释DLDPDevice Link Detection Protocol设备链路检测协议LACPLink Aggregation Control Protocol链路聚合控制协议RSYRe-synchr

2、onization再次同步目 录 HYPERLINK l _bookmark0 概述3 HYPERLINK l _bookmark0 产生背景3 HYPERLINK l _bookmark0 技术优点3 HYPERLINK l _bookmark0 DLDP技术实现3 HYPERLINK l _bookmark0 概念介绍3 HYPERLINK l _bookmark1 DLDP协议状态4 HYPERLINK l _bookmark1 DLDP协议定时器4 HYPERLINK l _bookmark4 DLDP邻居状态5 HYPERLINK l _bookmark6 单向链路检测机制6 HYP

3、ERLINK l _bookmark6 单邻居检测6 HYPERLINK l _bookmark10 多邻居检测8 HYPERLINK l _bookmark11 发现单向链路后的处理机制9 HYPERLINK l _bookmark13 链路恢复后的处理机制10 HYPERLINK l _bookmark13 应用限制10 HYPERLINK l _bookmark14 典型组网应用11概述产生背景实际网络中有时会出现光纤交叉连接、一条光纤未连接、一条光纤或双绞线中的一条线路断路的情况，此时链路两端的端口之一可以收到对端发送的链路层报文，但对端不能收到本端发送的报文，这种链路即为单向链路。在

4、单向链路中，由于物理层处于连通状态，能正常工作，因而物理层的检测机制（如自动协商机制）无法发现设备间通信存在问题，从而导致流量的错误转发。DLDP的作用就是检测单向链路的存在并采取相应措施。它负责在通过光纤或铜质双绞线连接的设备上，监控物理线路的链路状态。当发现单向链路后，向用户发送告警信息，并根据用户配置，自动关闭或通知用户手工关闭相关端口，以防止网络问题的发生。技术优点DLDP是链路层协议，可以在链路层进行对端设备的识别、单向链路的识别和关闭不可达端口等工作。如果链路两端在物理层都能独立正常工作，DLDP 会在链路层检测这些链路是否正确连接、两端是否可以正确的交互报文，这种检测不能通过自动

5、协商机制实现。DLDP 还可以与物理层协议协同工作来监控设备的链路状态。物理层的自动协商机制可以进行物理信号和故障的检测，二者协同工作，可以检测和关闭物理和逻辑的单向连接。DLDP技术实现概念介绍DLDP协议通过与对方交互协议报文（DLDPDU）来识别对端设备、检测单向链路。下面对协议运行过程中用到的一些概念进行介绍。DLDP协议状态运行DLDP协议的端口共有7 HYPERLINK l _bookmark2 种可能的状态，每种状态的含义如表1所示。表1 DLDP 协议状态状态说明Initial（初始）DLDP协议未使能时的初始化状态Inactive（非活动）DLDP协议已使能，但是链路down

6、时所处的状态Active（活动）DLDP协议已使能且链路up，或者清空邻居表项后所处的状态Advertisement（通告）所有邻居双向连通或者处于Active状态超过5秒后进入的状态， 这是一种没有发现单向链路时的比较稳定的状态Probe（探测）收到一个未知邻居的报文后进入的状态，此时将发送探测报文检测链路是否为单向链路Disable（单通）DLDP协议检测到单向链路，或在加强模式下邻居消失时的状态。此时端口不再接收和发送除DLDPDU以外的报文DelayDown（延迟down）当DLDP状态处于Active状态、Advertisement状态或Probe状态时，如果收到端口down事件，不

7、会立即删除邻居、进入Inactive 状态，而是先进入临时的DelayDown状态。在该状态下，DLDP 邻居信息仍然被保留，且系统只响应端口up事件DLDP协议定时器DLDP协议工 HYPERLINK l _bookmark3 作过程中需要使用到的定时器如表2所示。表2 DLDP 定时器定时器说明Active发送定时器在Active状态下，发送带有RSY标记的Advertisement报文的时间间隔， 固定为1秒Advertisement 发送定时器在Advertisement状态下，发送普通Advertisement报文的时间间隔，可以通过命令行进行配置，默认值为5秒Probe发送定时器在

8、Probe状态下，每个Probe发送定时器的时间间隔发送2个Probe报文，Probe发送定时器的时间间隔固定为1秒Echo等待定时器DLDP状态切换到Probe时或启动加强探测时启用，超时时间为10秒如果Echo等待定时器超时，还未收到来自邻居应答本端的Echo报文， 则进入Disable（单通）状态，发送Disable报文，并根据用户配置的DLDP Down模式，提示用户手动或者自动关闭本端口，同时删除该邻居表项定时器说明邻居老化定时器每个新邻居加入时都要建立邻居表项，并启用相应的老化定时器 每次收到邻居报文时都会刷新邻居表项，并更新相应的老化定时器普通模式下，如果邻居老化定时器超时，还未

9、收到邻居发来的报文，则发送带有RSY标记的Advertisement报文，同时删除该邻居表项加强模式下，如果邻居老化定时器超时，还未收到邻居发来的报文，则启用加强定时器邻居老化定时器的时间间隔是Advertisement发送定时器的3倍加强定时器在加强模式下：当邻居老化定时器超时，还未收到邻居发来的报文，则对该邻居启用加强定时器。加强定时器的超时时间为1秒加强定时器启用后，每秒向邻居发送1个Probe报文，连续发送8个，如果Echo等待定时器超时，仍收不到来自邻居应答本端的Echo报文，则进入Disable（单通）状态，发送Disable报文，并根据用户配置的DLDP Down模式，提示用户手

10、动或者自动关闭本端口，同时删除该邻居表项DelayDown定时器当DLDP状态处于Active状态、Advertisement状态或Probe状态时，如果收到端口down事件，则启动DelayDown定时器如果该定时器超时后，系统还没有收到端口up事件，则删除DLDP邻居信息并进入Inactive状态；如果在定时器超时前收到端口up事件，则返回到原来的DLDP状态恢复探测定时器在Disable状态下，发送RecoverProbe报文（用于检测单向链路是否恢复）的时间间隔，固定为2秒DLDP邻居状态如果本端端口能够收到对端端口发送的链路层报文，则将对端端口称为本端端口的邻居。能够相互发送和接收报

11、文的两个端口互为邻居。DLDP邻居共有三种状态， HYPERLINK l _bookmark5 如表3所示。表3 DLDP 邻居状态状态类型说明未知状态刚建立这个邻居，目前正在对邻居进行探测，还没有收到邻居回应时的邻居状态。该状态只在探测（Probe）过程中存在，探测结束后就转为双通或者单通状态双通状态收到邻居回应后的邻居状态，表示目前处于正常的双向连通状态，该状态可以长期稳定存在单通状态检测到单通链路时的邻居状态，此时会将该邻居删除单向链路检测机制单邻居检测下面分为两种情况介绍单邻居的单向链路检测过程：DLDP 使能前链路就是单通的情况DLDP 使能后链路由双通变为单通的情况DLDP使能前链

12、路就是单通的情况如 HYPERLINK l _bookmark7 图1所示，连接两台设备的光纤交叉连接（图中的圆点代表端口，连接端口的两条线分别表示光纤的Tx线和Rx线）。图1 光纤交叉连接组网图DLDP使能后，处于up状态的四个端口都进入Active状态，并向外发送带RSY标记的Advertisement报文通告自己的存在并请求邻居的信息。下面以Port 1为例，介绍一下单向链路的检测过程：Port 1 收到Port 4 发来的带 RSY 标记的 Advertisement 报文，就认为发现了新邻居，为该邻居启动 Echo 等待定时器和建立表项，同时启动此表项的老化定时器。随后，Port 1

13、 将进入 Probe 状态，向外发送 Probe 报文探测 Port 4 的存在。由于 Port 4 不能收到 Port 1 的 Probe 报文，因此也不能回复 Echo 报文给Port 1，Port 1 上的 Echo 等待定时器超时后，端口进入 Disable（单通）状态。其他几个端口的检测过程与Port 1相同，最后四个端口都会进入Disable状态。DLDP使能后链路由双通变为单通的情况如 HYPERLINK l _bookmark8 图2所示，设备之间通过光纤相连（图中的两条线分别表示光纤的Tx线和Rx 线）。图2 单邻居正常组网图在Tx线和Rx线都正常的情况下，双通邻居的确立过程

14、如下：DLDP 使能后，处于 up 状态的端口 Port A 进入 Active 状态，向外发送带RSY 标记的 Advertisement 报文通告自己的存在并请求邻居的信息。Port B 收到带 RSY 标记的 Advertisement 报文，就认为发现了新邻居，为该邻居启动 Echo 等待定时器和建立表项，同时启动此表项的老化定时器。此时，端口将进入 Probe 状态，向外发送 Probe 报文。Port A 收到 Probe 报文后，建立该邻居表项，并进入 Probe 状态向对端回复Echo 报文。Port B 收到 Echo 报文后，由于本机上已经存在该邻居表项，并且报文中携带的邻

15、居信息和本机保存的信息相同，就将该邻居标志为双通。Port B 的DLDP 状态由 Probe 切换为 Advertisement ，并定时向外发送普通Advertisement 报文。在 Advertisement 状态下，每次收到已知邻居发来的报文，都会重置该邻居的老化定时器的值。DLDP 使能后，端口 Port B 发送报文、以及在 Port A 上建立邻居的过程与步骤（1）（4）类似。最后，Port A 和 Port B 均认为对方为自己的双通邻居并处于 Advertisement状态。Port A和Port B双通后，如果Port B的Rx线突然发生故障（如 HYPERLINK l

16、_bookmark9 图3所示），无法收到信号，Port B物理down，Port B将进入Inactive状态，不再收发任何报文。但是Port B的Tx线还能发送信号，Port A能收到信号，因此Port A此时还是up状态。Port A在邻居老化定时器超时前收不到邻居Port B发送的DLDP报文，根据配置的工作模式不同，后续的单向链路的检测过程有所不同：图3 单邻居单通组网图在普通模式下，Port A 在邻居老化定时器超时后，将删除该邻居表项，进入Active 状态，同时发送一个带 RSY 标记的 Advertisement 报文以请求邻居信息。Port A 处于 Active 状态 5

17、 秒后将进入 Advertisement 状态并一直处于该状态，没有邻居。Port B 一直处于 Inactive 状态。在这种情况下，普通模式无法检测出单通。在加强模式下，Port A 在邻居老化定时器超时后，将启用加强定时器和 Echo 等待定时器，并向邻居发送 Probe 报文。由于 Port A 的 Tx 线已经断了，等到 Echo 等待定时器超时，Port A 仍收不到邻居 Port B 应答本端的 Echo 报文，Port A 则进入 Disable（单通）状态，发送 Disable 报文通知对端本端已处于单通状态。同时，Port A 将删除该邻居表项，并启动恢复探测定时器， 以检

18、测链路是否恢复。在此过程中，Port B 一直处于 Inactive 状态。 说明：在加强模式下，端口 Port B 已经物理 down，但对端却不能检测到此变化。为了避免 Port A 需要在邻居老化定时器超时后才能察觉到与 Port B 连接异常，DLDP 设置了快速 Link Down 通知机制。当物理层检测到端口 Port B 物理 down 时，将向Port A 发送 Link Down 报文，Port A 收到 Link Down 报文，直接进入 Disable 状态。快速 Link Down 通知机制只有在加强模式下才会启用，在普通模式不会启用。多邻居检测DLDP支持多个通过hu

19、b相连的设备之间启用DLDP协议检测单通链路，此时每个端口检测到本端口有1个以上的邻居。多邻居的典型组网如 HYPERLINK l _bookmark12 图4所示，设备A通过hub 与设备B、C、D相连，各设备均支持DLDP，连线为普通网线或光纤。在多邻居的组网环境中，为了能正确检测出可能存在的单向链路，要求连接到hub 上的端口都需要启用DLDP。图4 多邻居典型组网图在存在多邻居的情况下，端口一旦发现自己的邻居之一处于单通状态或者收到了邻居之一发送Disable报文后，即进入Disable状态。以上图为例，当设备A、B、C发现邻居D的连接出错后，都将本设备的端口迁移到Disable状态。

20、这种实现能避免在多邻居情况下，出现设备不能及时响应拓扑变化的情况而引起的流量转发错误。仍以上图为例，如果设备A正在向B转发流量，此时B与hub相连的Rx光纤中断，此时A关闭端口能避免继续向B转发报文（同时A也不能向C和D继续发送报文）。如果A、B之间还存在冗余链路，那么A设备关闭端口还能使STP迅速启用A、B间的冗余链路。上述组网中，如果各设备连接的不是hub，而是未启用DLDP 功能、但支持对DLDPDU进行转发的设备，DLDP仍视为多邻居的情况处理。发现单向链路后的处理机制当DLDP检测到单向链路时，可以采用两种方式关闭单通的端口。手动模式：该模式仅依靠 DLDP 协议检测单向链路，关闭端

21、口由网络管理员手动完成。DLDP 在检测到单通后，只输出 Log 和 Trap 信息，建议用户Shut Down 此端口。自动模式：该模式下发现单通时，除了输出 Log 和 Trap 信息外，还会自动将端口设为 DLDP Down 状态。处于 DLDP Down 状态的端口除了 DLDPDU 之外不允许收发任何其它报文。 说明：当网络性能比较好时，建议采用自动模式。当网络性能比较差时，可能导致 DLDP 报文延迟接收，误认为发生单向链路，在这种情况下，建议采用手动模式，让网络管理员来手动关闭端口，以避免自动关闭端口对业务报文的收发造成影响。链路恢复后的处理机制当链路恢复双通后，可以通过下列方式

22、使端口恢复正常工作：对于被管理员手动 Shut Down 的端口，用户需要手动输入 undo shutdown 命令来打开端口，使端口能够收发报文。对于系统自动设置为 DLDP Down 的端口，用户可以使用 dldp reset 重置命令来恢复端口正常工作；也可以等待 DLDP 通过链路自动恢复机制，发现邻居恢复双通后重新打开端口，使端口能够收发报文。通过命令使端口重新开始检测的方式比较简单，在此不做赘述，下面将着重介绍一下设备的链路自动恢复机制。设备提供的链路自动恢复机制，可以使处于DLDP Down状态的端口，在链路恢复后自动从DLDP Down状态中恢复。其具体过程如下：DLDP Do

23、wn 的端口每 2 秒向外发送一次 RecoverProbe 报文（链路恢复探测报文）。报文中只携带本端口的信息。对端如果收到该报文，则以 RecoverEcho 报文（恢复回应报文）作为应答。一旦本端收到 RecoverEcho 报文，检查 RecoverEcho 报文中携带的邻居信息是否和本端口信息相同。如果相同，则认为本端口和该邻居之间已经恢复双向连通，则端口的 DLDP 从 Disable 状态迁移到 Active 状态，开始重新建立邻居关系。应用限制在应用DLDP时，需要注意以下几点：在物理链路未连通的情况下，DLDP 不起作用，只有当物理链路连通后， DLDP 才能检测出单向链路，因此在使能 DLDP 之前，请先连接好光纤或铜质双绞线。为了防止网络攻击和恶意探测，用户可以对 DLDP 报文进行认证，认证方式分为明文认证和 MD5 认证。为确保检测出单向链路，要保证两端设备的认证方式和认证口令相同。为确保检测出单向链路，要保证两端设备的