交换机链路聚合负载的均衡算法原理

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了交换机链路聚合负载的均衡算法原理前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

HASH表介绍:

在交换机内部,每创建一个聚合组时,底层同时创建对应该聚合组的一个hash表,该表存在于交换芯片上,hash表内容如下(简化):左列index为芯片的硬性支持,现在一般是256,512,1024,更高的未见过。index数量越高,负载分担越均衡。这儿以3个成员为例:
index interface
0 eth0_0
1 eth0_1
2 eth0_2
3 eth0_0
4 eth0_1
5 eth0_2
. .
. .
. .
1022 eth0_0
1023 eth0_1

HASH表维护:

交换机里有专门的线程,实时检测聚合组有效成员,一旦成员状态发生变化,立即刷新hash表项。顺便谈谈刷新HASH表这个技术。工程师up/down成员口,底层就必须实时的刷新成员(这儿比较考验厂商技术),刷新速度越慢,成员状态变动时丢包越多。技术最强的如cisco,可以做到up/down成员口时,不丢包。而我公司最初会丢一秒钟的包(研发设计思路问题)。后来优化后才达到up/down成员端口,有0.0几秒的丢包,无法做到不丢包。up/down分析:当工程师在命令行up/down聚合组成员时,底层表项会有那么一丁点儿的响应时间刷新表项,这丁点儿时间,已经down掉的接口还存在hash表里,而报文是一直都有的,正好被hash到这个无效的出端口的报文都会被丢弃!)

交换机负载均衡转发原理:

虽然底层有了一张HASH表,那么到底是怎么利用这张表的呢?1)工程师设定端口成员与HASH算法,如SIP、DIP、SIP+DIP、SIP+DIP+SP+DP等。2)交换机根据成员生成HASH表,根据算法提取报文中相应内容。3)使用特定HASH值的计算方法,把提取内容计算出一个10bits的值。4)找到底层HASH表项中该值对应的出端口。5)把报文从这个出端口转发出去。

HASH值的计算方法xor是异或运算,即两个值不相同,则异或结果为真;反之,为假。不同为1,相同为0。1、SIP(源IP)

1)SIP xor 0 得到一个32bit的值.

2)然后作高16bits和低16bits的xor.

3)再用16bits的15-12bits与11-8bitsxor,将得到的4bits替换到11-8bits,得到12bits右移2位得到10bits的hash值

注:10bits的值必然是0-1023里的一个数,该index对应的interface是多少,就从该接口转发出去。(相同的IP必然是相同的hash值)

2、DIP(目的IP)

同SIP

3、SIP+DIP(源IP+目的IP)

1)DIP xor SIP得到一个32bits的值。

2)然后作高16bits和低16bits的xor。

4、SIP+DIP+SP+DP(源地址 + 目的地址 + 源端口 + 目的端口)

1)SIP xor DIP得到32bit的值value12)hashtemp1的低16bits xor SP 得到32bit的hashtemp23)hashtemp2 的低 16bit xor DP 得到 32bit 的hashtemp34)然后作高16bits和低16bits的xor5)再用16bits的15~12bits和11~8bits xor,将得到的4bits替换到11~8bits,得到12bits右移2位得到10bits的hash值

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