1.1 MAD简介

MAD功能：

分裂检测：

冲突处理：

1.1.1 IRF分裂带来的问题

1.1.2 MAD检测的主要功能

1.2 MAD的检测机制

1.2.1 LACP MAD的检测机制

1.2.2 BFD MAD的检测机制

1.2.3 ARP MAD的检测机制

1.3 各种检测机制的特点

1.4 各种检测机制的适用场景

1.4.1 LACP MAD的适用场景

1.4.2 BFD MAD的适用场景

1.4.3 ARP MAD的适用场景

1.1 MAD简介

MAD（Multi-Active Detection，多Active检测）能够检测IRF的拓扑状态，并在IRF分裂后采取一定的安全措施保障网络正常运行，是IRF环境中推荐使用的维护类功能。目前MAD的实现方式有三种：

LACP MAD
BFD MAD
ARP MAD

MAD功能：

IRF链路故障会导致一个IRF变成多个新的IRF。这些IRF拥有相同的IP地址等三层配置，会引起地址冲突，导致故障在网络中扩大。为了提高系统的可用性，当IRF分裂时我们就需要一种机制，能够检测出网络中同时存在多个IRF，并进行相应的处理，尽量降低IRF分裂对业务的影响。MAD（Multi-Active Detection，多Active检测）就是这样一种检测和处理机制。MAD主要提供分裂检测、冲突处理和故障恢复功能。

分裂检测：

通过LACP（Link Aggregation Control Protocol，链路聚合控制协议）、BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）、ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）或者ND（Neighbor Discovery，邻居发现）来检测网络中是否存在多个IRF。同一IRF中可以配置一个或多个检测机制，详细信息，请参考“1.1.10 MAD检测机制”。

关于LACP的详细介绍请参见“二层技术-以太网交换配置指导”中的“以太网链路聚合”；关于BFD的详细介绍请参见“可靠性配置指导”中的“BFD”；关于ARP的详细介绍请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“ARP”；关于ND的详细介绍请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“IPv6基础”。

冲突处理：

IRF分裂后，通过分裂检测机制IRF会检测到网络中存在其它处于正常工作状态的IRF对于BFD MAD和ARP MAD检测，冲突处理方式为：

比较两个IRF的健康状态，健康状态较好的IRF继续工作，其它IRF迁移到Recovery状态（即禁用状态）
如果健康检查结果相同，则主设备成员编号小的IRF继续工作，其它IRF迁移到Recovery状态

对于LACP MAD和ND MAD检测，冲突处理会直接让主设备成员编号小的IRF继续工作；其它IRF迁移到Recovery状态。

IRF迁移到Recovery状态后会关闭该IRF中所有成员设备上除保留端口以外的其它所有业务端口，以保证该IRF不能再转发业务报文。保留端口可通过mad exclude interface命令配置。

1.1.1 IRF分裂带来的问题

IRF是指由多台设备通过IRF链路互相连接形成的一台虚拟设备，这台虚拟设备在网络中以一台独立设备的形态和其他设备进行通信。组建IRF的各台设备称为成员设备。

在IRF正常运行时，所有成员设备均使用相同的配置（包括IP地址、路由协议等所有功能配置）；当IRF链路出现故障时，会使IRF发生分裂，产生两个或多个新的IRF。此时，这些IRF各自的成员设备仍然运行着分裂前的配置，造成网络中存在多台IP地址以及其他三层配置相同的设备，会对网络中其他设备的协议运算和数据转发产生干扰，影响网络正常运行甚至导致数据丢失，造成网络故障影响的扩大化。

图1-1 IRF分裂后带来的网络问题

1.1.2 MAD检测的主要功能

MAD的主要功能是及时检测出IRF发生分裂，并在分裂后的多个IRF之间发起竞选。MAD的竞选条件是Master设备的成员编号（也称为IRF的ActiveID），ActiveID较小的IRF获胜，保持正常工作状态（置于Active状态），其余IRF则通过关闭所有接口（除IRF物理端口和Console口）的方式与网络进行隔离（置于Recovery状态），以避免其它设备感知到网络中存在多个IRF。

图1-2 MAD功能在IRF分裂后的处理方法

配置了MAD功能后，IRF发生分裂时能够得到快速有效的处理，减少了对网络中其它设备的影响。网络管理者此时可以专注于修复IRF链路，待IRF链路修复完成后，处于Recovery状态的IRF将与正常工作的IRF发生合并，恢复原有的IRF状态。

图1-3 MAD故障恢复过程

1.2 MAD的检测机制

实现MAD功能的关键在于快速检测IRF的分裂事件，并在分裂后的多个IRF之间交互各自的ActiveID以方便竞选。我们可以借助以下几种技术来帮助MAD进行IRF链路的检测。

LACP
BFD
ARP

1.2.1 LACP MAD的检测机制

LACP（Link Aggregation Control Protocol，链路聚合控制协议）是一种实现链路动态聚合的协议，链路聚合不但能够实现流量的负载分担，而且还能提供链路的冗余备份，是比较常见的组网形式。

如果在IRF与其他设备之间使用了链路聚合的连接方式，便能够通过LACP MAD来对IRF进行检测，与IRF进行链路聚合的设备被称之为LACP MAD的中间设备。

使用LACP MAD功能时，要求IRF中的每台成员设备都与中间设备进行连接，并将这些链路组成一个动态链路聚合组。

在IRF中开启LACP MAD功能后，各成员设备会在LACP协议报文的扩展字段中加入IRF的ActiveID。中间设备在收到带有扩展字段的LACP报文后，会将此报文向聚合组中的其他端口进行透传，使IRF中的所有成员设备都能收到其他成员设备发出的LACP报文。

l 当IRF正常运行时，各台成员设备发送的LACP报文中具有统一的ActiveID，不会发生多Active冲突。

l 在IRF发生分裂后，不同IRF中的成员设备发送的LACP报文将携带不同的ActiveID，当这些LACP报文到达其它IRF的成员设备时，会产生多Active冲突。此时将由MAD功能发起竞选，并通过竞选机制关闭竞选失败的IRF。

图1-4 LACP MAD检测机制示意图

1.2.2 BFD MAD的检测机制

BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）协议用于快速检测、监控网络中链路或者IP路由的转发连通状况，保证邻居之间能够快速检测到通信故障。BFD MAD就是利用BFD技术来实现MAD快速检测。

采用BFD MAD检测时，需要在IRF的成员设备之间搭建BFD检测链路，该链路可以在成员设备间直接连接，也可以通过其他设备进行透传。另外，还要创建一个VLAN接口作为BFD MAD检测VLAN，并为每台成员设备配置不同的MAD IP地址，与成员设备编号进行绑定，用于成员设备间BFD检测及分裂后的竞选。

说明：

用于BFD MAD检测的接口以及BFD MAD检测链路上的端口必须为BFD MAD功能专用，不能传输业务数据，也不能配置包括ARP、LACP在内的所有的二层或三层协议应用。
如果网络中存在多个IRF，在配置BFD MAD时，各IRF必须使用不同的VLAN作为BFD MAD检测专用VLAN。

开启BFD MAD检测功能后，IRF内的Master设备会使用自身的MAD IP作为BFD会话的源IP，向BFD MAD链路上的其他成员设备尝试建立BFD会话。

当IRF正常运行时，除Master外其它成员设备的MAD IP不会生效，因此BFD会话无法建立。
在IRF发生分裂后，不同IRF中的Master设备将继续向BFD MAD检测链路上的其他设备尝试建立BFD会话。由于其它IRF中Master设备的MAD IP已经生效，因此BFD会话可以正常建立。此时MAD功能会提示网络中存在了多个处于工作状态的IRF。由于MAD IP与成员编号是一一绑定的，因此每个IRF都能通过BFD会话获取相邻IRF的ActiveID，MAD功能可以通过竞选将竞选失败的IRF关闭。

图1-5 BFD MAD检测机制示意图

1.2.3 ARP MAD的检测机制

ARP MAD的实现方式与LACP MAD类似，不同之处在于ARP MAD是利用免费ARP报文来携带IRF的ActiveID。

ARP MAD的检测链路可以在IRF成员设备间直接建立，也可以通过中间设备建立，由中间设备将免费ARP报文透传至其他成员设备。在常见的组网中，通常都是用中间设备结合MSTP功能实现免费ARP报文的交互。

如图1-6所示，中间设备通过MSTP双上行的方式连接到IRF中的两台成员设备。

当IRF正常运行时，接入层设备会通过MSTP算法阻塞一条上行链路，使成员设备发送的免费ARP报文无法到达另一台成员设备。
在IRF发生分裂后，由于网络拓扑发生变化，中间设备会将阻塞的端口打开，此时两个IRF之间便可以接收到各自发送的免费ARP报文。由于两台IRF的IP地址相同但MAC地址不同，因此会产生免费ARP的冲突，即表示发生了多Active冲突。此时将由MAD功能发起竞选，比较两个IRF发送的免费ARP报文中携带的ActiveID，并关闭竞选失败的IRF。

图1-6 ARP MAD检测机制示意图

说明：为提高ARP MAD的检测速度，需要将IRF的MAC地址保留时间设置为立即更新，设置方法请参见产品的IRF配置指导。

1.3 各种检测机制的特点

三种MAD检测机制各有特点，用户可以根据现有组网情况进行选择。

表1-1 三种MAD检测机制的比较

MAD检测方式	优势	限制
LACP MAD	检测速度快，利用现有聚合组网即可实现，无需占用额外端口和接口	组网中需要中间设备，并且该设备必须为支持LACP扩展功能的H3C交换机
BFD MAD	检测速度较快，组网形式灵活，对其他设备没有要求	需要使用额外的端口和三层接口，这些端口和接口不能再传输普通业务流量
ARP MAD	对其他设备没有要求，在使用中间设备的组网中不需要占用额外端口	检测速度慢于前两种，需要配置专用三层接口

1.4 各种检测机制的适用场景

根据各种检测机制的特点和配置需求，我们以常见的IRF组网方式来介绍三种检测机制各自的适用场景。

图1-7 IRF常见组网示意图

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