vPC防環(huán)路機制

PortChannel對于生成樹協(xié)議來說，是單條線路，因此，所有的PortChannel的成員端口，STP狀態(tài)是一致的。觀察典型的vPC接入網(wǎng)絡結構，接入交換機和兩臺vPC對等交換機之間，通過vPC和vPC peer link形成了一個三角環(huán)狀回路，并且所有的鏈路都是轉發(fā)狀態(tài)。那么，在不阻斷任何一條鏈路的情況下，是如何避免出現(xiàn)環(huán)路的呢？

vPC交換機數(shù)據(jù)包轉發(fā)原則

首先，vPC對等交換機的轉發(fā)原則是盡可能在本地轉發(fā)，即盡量不讓數(shù)據(jù)幀穿越vPC peer link。

其次，支持vPC的交換機在硬件層面上實現(xiàn)了一條特殊的轉發(fā)原則：對于一臺vPC對等交換機來說，從vPC peer link接收的數(shù)據(jù)幀，禁止轉發(fā)到任一個vPC member port端口，只可以轉發(fā)到孤端口或者三層接口，如圖3所示。

需要注意的是，這個轉發(fā)原則只適用于vPC VLAN數(shù) 據(jù) 幀，nonvPC VLAN數(shù)據(jù)幀仍然沿用傳統(tǒng)的二層轉發(fā)模式。

如何理解這個轉發(fā)原則呢？請牢記典型的vPC網(wǎng)絡結構，每一個通過vPC上聯(lián)的接入層交換機，在正常情況下（即所有vPC member port端口都正常工作），到兩臺vPC交換機，一定存在至少一條二層直連的數(shù)據(jù)鏈路。那么對交換機B來說，所有通過vPC peer link從A轉發(fā)過來的數(shù)據(jù)幀（大部分是無轉發(fā)MAC的單播、廣播或組播幀），也必定通過vPC member port的直連鏈路轉發(fā)到了交換機SW1和SW2，因此如果交換機A再次向本地vPC member port轉發(fā)這些數(shù)據(jù)幀，邏輯上相當于對vPC PortChannel發(fā)送了兩次同樣的數(shù)據(jù)幀，這樣，必將在交換機SW1和SW2上產(chǎn)生重復幀。

圖3 vPC的防環(huán)路機制

圖4 特殊的孤端口

vPC loop avoidance rule states that traffic coming from vPC member port, then crossing vPC peer-link is NOT allowed to egress any vPC member port;however it can egress any other type of port (L3 port, orphan port, …).

即：從vPC member port端口接收的數(shù)據(jù)幀，跨越了vPC peer link后，禁止轉發(fā)到任何vPC member port端口，但是，可以轉發(fā)到孤端口或者三層接口……

由此可見，這里限定了從vPC member port端口接收的數(shù)據(jù)幀才適用該原則，不過很明顯，從孤端口接收的廣播幀，如果不適用該轉發(fā)原則，同樣會有重復幀問題。

注：Cisco的官方文檔《Best Practices for Virtual Port Channels(vPC) on Cisco Nexus 7000 Series Switches 》中，描述防環(huán)機制的的原文如下：

轉發(fā)原則適用范圍

vPC防環(huán)路機制對所有的二層、三層流量都適用，惟一例外的是non-vPC VLAN流量。因此，在設計網(wǎng)絡時要十分小心，當存在流量不管是什么原因需要跨越vPC peer link，并且流量是屬于vPC VLAN的時候，我們一定要意識到，這些流量不能被轉發(fā)到正常工作狀態(tài)下的vPC成員端口，但可以轉發(fā)到其他三層或孤端口。

這里存在兩種特殊情況下的孤端口：

一是正常的vPC，假如有兩個成員端口，那么當其中一個端口狀態(tài)不可用時，另一個可用端口就由vPC成員端口轉變?yōu)楣露丝凇?/p>

二是當一臺下聯(lián)交換機通過正常的兩條鏈路分接兩臺vPC交換機，且接入端口屬于vPC VLAN，同時通過STP協(xié)議其中一條鏈路被阻斷，那么處于轉發(fā)狀態(tài)的端口也屬于孤端口。如圖4所示，vPC交換機A上的兩個端口成為孤端口。