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DLDP技術白皮書
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在實際組網中，有時會出現單通現象，即一條鏈路上的兩個接口，有且隻有一端可收到另一端發來的鏈路層報文，此鏈路便稱為單向鏈路。圖1以光纖連接為例，示意了兩種單通情形：一種是光纖交叉相連，另一種是一條光纖未連接或斷路。
物理層的檢測機製（如自動協商機製）負責進行物理信號和故障的檢測。而在單向鏈路中，由於物理層仍處於連通狀態，因此物理層檢測機製無法發現設備間的通信異常，從而會導致錯誤轉發、環路等問題。而DLDP（Device Link Detection Protocol，設備鏈路檢測協議）能夠通過在鏈路層監控光纖或網線的鏈路狀態，檢測鏈路連接是否正確、鏈路兩端可否正常交互報文。當發現單向鏈路時，DLDP會根據用戶配置自動關閉或由用戶手工關閉相關接口，以防止網絡問題的發生。
作為鏈路層協議，DLDP可以在鏈路層進行對端設備識別、單向鏈路識別以及關閉單通接口等工作：
· 如果鏈路兩端在物理層都能獨立正常工作，DLDP會在鏈路層檢測該鏈路的連接是否正確、鏈路兩端可否正常交互報文，這種檢測不能通過自動協商機製實現。
· DLDP還可與物理層的檢測機製協同工作以監控鏈路狀態。物理層的自動協商機製可以進行物理信號和故障的檢測，二者協同工作，便可以檢測並避免物理和邏輯的單向連接。
假設接口A和B同處一條鏈路上，若A能收到B發來的鏈路層報文，便將B稱為A的DLDP鄰居，能夠互相收發報文的兩個接口互為鄰居。DLDP鄰居的狀態如表1所示。
表1 DLDP鄰居狀態
狀態 | 說明 |
Confirmed（確定） | 鏈路雙通時的DLDP鄰居狀態 |
Unconfirmed（未確定） | 發現新鄰居但未確認鏈路雙通時的DLDP鄰居狀態 |
使能了DLDP功能的接口簡稱DLDP接口。DLDP接口可以有一或多個DLDP鄰居，其狀態與各DLDP鄰居的狀態相關，具體如表2所示。
表2 DLDP接口狀態
狀態 | 說明 |
Initial（初始） | 當接口已使能DLDP，但全局尚未使能DLDP時的接口狀態 |
Inactive（非活動） | 當接口和全局均已使能DLDP，但鏈路物理down時的接口狀態 |
Bidirectional（雙通） | 當接口和全局均已使能DLDP，且有至少一個處於確定狀態下的鄰居時的接口狀態 |
Unidirectional（單通） | 當接口和全局均已使能DLDP，且沒有處於確定狀態下的鄰居時的接口狀態，處於此狀態的接口隻能收發DLDP報文 |
DLDP在工作過程中使用到的定時器如表3所示。
表3 DLDP定時器
定時器 | 說明 |
Advertisement發送定時器 | Advertisement報文的發送間隔（缺省為5秒，可配） |
Probe發送定時器 | Probe報文的發送間隔（固定為1秒） |
Echo等待定時器 | 對鄰居進行探測時會啟動此定時器（固定為10秒） |
鄰居老化定時器 | 每個新鄰居的加入都要建立鄰居表項，當鄰居處於確定狀態時啟動鄰居老化定時器，當收到鄰居的Advertisement報文時刷新鄰居表項的鄰居老化定時器。鄰居老化定時器的值是Advertisement發送定時器的值的3倍 |
加強探測定時器 | 若鄰居老化定時器超時，則啟動該鄰居的加強探測定時器（固定為1秒），同時啟動Echo等待定時器 |
DelayDown定時器 | 接口物理down時不會立即刪除所有鄰居，而是先啟動DelayDown定時器（缺省為1秒，可配），該定時器超時後再核對接口的物理狀態：若為down，則刪除DLDP鄰居信息；若為up，則不進行任何處理 |
恢複探測定時器 | RecoverProbe報文的發送間隔（固定為2秒）。處於單通狀態的接口會定期發送RecoverProbe報文來檢測單向鏈路是否恢複 |
進行DLDP認證，可以防止網絡攻擊和惡意探測，DLDP的認證模式如表4所示。
表4 DLDP認證模式
認證模式 | DLDP報文發送端的處理 | DLDP報文接收端的處理 |
不認證 | 將DLDP報文的認證字字段置為全0 | 將接收的DLDP報文的認證信息與本端配置進行比較，若一致則認證通過，否則丟棄該報文 |
明文認證 | 將DLDP報文的認證字字段置為明文認證密碼 | |
MD5認證 | 將DLDP報文的認證字字段置為用MD5算法加密後的密碼摘要 |
當兩台設備通過光纖或網線直接相連時，可以在這兩台設備之間啟用DLDP來檢測單向鏈路，此時這兩台設備的接口互為DLDP鄰居，因此稱為單鄰居檢測。下麵分兩種情況分別介紹單鄰居的單向鏈路檢測過程。
如圖2所示，在DLDP使能之前，Device A和Device B之間的光纖就已交叉連接。當DLDP使能後，處於up狀態的四個接口都進入單通狀態，並向外發送RecoverProbe報文。下麵以Port 1為例介紹單向鏈路的檢測過程：
· Port 1收到Port 4發來的RecoverProbe報文後，回複RecoverEcho報文。
· 由於Port 4無法收到Port 1發來的RecoverEcho報文，因此不會與Port 1建立鄰居關係。
· Port 3雖能收到Port 1發來的RecoverEcho報文，但由於該報文並不是回複給Port 3的，因此Port 3也不會與Port 1建立鄰居關係。
其它三個接口上的檢測過程與Port 1類似，這四個接口將始終處於單通狀態。
如圖3所示，Device A和Device B通過光纖相連。在DLDP使能之後，光纖連接起初是正常的，Port 1與Port 2之間的雙通鄰居建立過程如下：
· 處於物理up狀態的Port 1先進入單通狀態，向外發送RecoverProbe報文。
· Port 2收到RecoverProbe報文後，回複RecoverEcho報文。
· Port 1收到RecoverEcho報文後，發現該報文中攜帶的鄰居信息與本機的相同，於是與Port 2建立確定的鄰居關係，接口狀態由單通變為雙通，啟動該鄰居的老化定時器並定期發送Advertisement報文。
· Port 2收到Advertisement報文後與Port 1建立未確定的鄰居關係，為該鄰居啟動Echo等待定時器和Probe發送定時器，定期發送Probe報文。
· Port 1收到Probe報文後，回複Echo報文。
· Port 2收到Echo報文後，發現該報文中攜帶的鄰居信息和本機保存的相同，於是將鄰居狀態由未確定切換為確定，接口狀態則由單通切換為雙通，啟動該鄰居的老化定時器並定期發送Advertisement報文。
至此，Port 1與Port 2之間的雙通鄰居關係建立完畢。
此後，假設Port 2的Rx端突發故障而無法接收信號，該接口將物理down並進入非活動狀態，但此時由於其Tx端尚能發送信號給Port 1，因此Port 1還處於up狀態。Port 1在鄰居老化定時器超時後，將啟用加強探測定時器和Echo等待定時器，並向鄰居Port 2發送Probe報文；而由於Port 1的Tx端已斷路，Echo等待定時器超時後將收不到Port 2回複的Echo報文，於是Port 1進入單通狀態，並發送Disable報文通知對端。同時，Port 1刪除鄰居Port 2，並啟動恢複探測定時器以檢測鏈路是否恢複。在此過程中，Port 2將一直處於非活動狀態。
當多台設備通過Hub相連時，也可以在這些設備之間啟用DLDP協議來檢測單向鏈路，此時每個接口都會檢測到一個以上的DLDP鄰居，因此稱為多鄰居檢測。在多鄰居組網環境中，為了能正確檢測出單向鏈路，要求在所有與Hub相連的接口上都啟用DLDP，接口一旦發現沒有確定的鄰居，便進入單通狀態。
如圖4所示，Device A～Device D都通過一台Hub相連，各設備都支持DLDP。當Port 1、Port 2和Port 3發現與Port 4的連接出錯後，都將刪除該鄰居，但仍保持雙通狀態。
當DLDP檢測到單向鏈路時，可以采用以下兩種方式關閉單通接口：
· 自動模式：在此模式下，當DLDP檢測到單向鏈路時會自動關閉單通接口。
· 手動模式：在此模式下，當DLDP檢測到單向鏈路時不會直接關閉單通接口，而是需要用戶手工將其關閉；當單向鏈路恢複為雙向鏈路後，還需要用戶手工將其打開。當網絡性能較差、設備業務量較大或CPU利用率較高時，都容易造成DLDP對單通的誤判而自動關閉接口，手動模式就是為了避免這種誤判而采取的一種折中方案。
當單向鏈路恢複雙通後，可以通過以下兩種方式使接口恢複正常工作：
· 對於被網絡管理員手動關閉的接口，需要使用undo shutdown命令手工打開。
· 對於被係統自動設置為DLDP DOWN狀態的接口，鏈路自動恢複機製可自動檢測到DLDP鄰居恢複並重新打開該接口。
其中，鏈路自動恢複機製可使處於DLDP DOWN狀態的接口在鏈路恢複後自動從此狀態中恢複，具體過程如下：
(1) 處於DLDP DOWN狀態的接口每2秒向外發送一次RecoverProbe報文，該報文中隻攜帶本接口的信息。
(2) 對端接口如果收到該報文，則回複RecoverEcho報文作為應答。
(3) 本端接口收到RecoverEcho報文後，檢查該報文中攜帶的鄰居信息是否與本接口的信息相同。如果相同，便建立鄰居表項，設置鄰居狀態為Confirmed，本端接口的狀態從Unidirectional遷移到Bidirectional，並開始定期發送Advertisement報文。
在應用DLDP時需要注意：
· 為了防止網絡攻擊和惡意探測，用戶可以對DLDP報文進行認證，認證方式分為明文認證和MD5認證。為確保檢測出單向鏈路，要保證兩端設備的認證方式和認證口令相同。
· 為確保檢測出單向鏈路，要保證兩端設備的DLDP處於使能狀態、Advertisement報文發送時間間隔相等。
· 為了使DLDP在不同的網絡環境下都能及時發現單向鏈路，需要合理調整Advertisement報文的時間間隔。如果設定的時間太長，DLDP協議不能及時關閉單向鏈路；如果設定的時間太短，會增加協議報文數量，並且在網絡環境不好的情況下，由丟失協議報文導致的誤檢測幾率會提高。
· DLDP運行在聚合和STP之下，協議報文的收發不受聚合非選中以及STP阻塞的影響。
· 使能了DLDP功能的設備之間可以通過透傳設備（如Hub或未啟用DLDP的設備）相連。透傳設備將DLDP協議報文作為數據報文處理，此時聚合非選中以及STP阻塞會影響DLDP協議報文的轉發，進而可能會引起DLDP狀態機震蕩。
典型的DLDP組網應用如圖5所示。Device A和Device B通過光纖相連，Port 2的Rx端所在線路斷路，Port 2處於物理down狀態。但是，由於Port 1檢測不到這種情況，仍向Port 2發送數據報文，這樣就會造成數據報文的丟失。
為了檢測出此單通情況，可以在這兩台設備上都配置DLDP功能。當DLDP檢測出單向鏈路後，會自動斷開單向鏈路，就避免了數據報文的丟失。在網絡管理員修複鏈路之後，單向鏈路會自動恢複為正常狀態，繼續轉發報文。
圖5 DLDP典型應用組網圖
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