网线断了网不断？这套方案相当炸裂！

先做个铺垫，介绍下目前几种网络中最常见的冗余备份技术：

一、常见的冗备技术   

 

【端口汇聚】

端口汇聚功能是将交换机的多个物理端口汇聚在一起形成一个逻辑上的物理端口，同一汇聚组内的多条链路则可视为一条逻辑链路。端口汇聚主要有两个作用：带宽叠加、链路备份。 

【生成树】

生成树STP（Spanning Tree Protocal）主要用于在局域网中消除链路层物理环路，并在链路故障时自动激活备份链路恢复网络。运行该协议的设备通过彼此交互信息发现网络中的环路，并有选择的对某些端口进行阻塞，最终将环路网络结构修剪成无环路的树型网络结构。协议类型有STP、RSTP、MSTP。

【ERPS】

我且称之为最牛的破环协议，收敛时间在50ms以内！工业环境的交换机需要保证运行的稳定性，即便出现一台设备故障或者断路可以通过其它设备替代运转，而且要求切换快速无延迟。工业级的ERPS环网即可满足这种使用场景，比一般的生成树协议切换更快速，完美做到业务的无中断切换。

ERPS环网正常工作时，RPL端口阻塞所在链路，防止网络环路；当环网中某条链路出现异常断开时，异常节点会发包通知RPL Owner节点，于是RPL端口放开，使所在链路恢复正常通信，保障整个网络通信不中断。一个环网中，有且仅有一个RPL Owner节点。

二、无线冗余方案介绍   

 

接下来是本期主要内容，结合上述冗备技术，我给大家推荐一套无线冗余方案：

这是一套从工业网络环境中简化设计出来的无线链路冗余方案！

【方案需求】

• 网络按照环路冗备设计，主链路故障备用链路启用，保障通信快速恢复；
  
• 主用链路从故障中恢复，备用链路即切换为阻塞状态，由主链路负责通信；
  
• 尽可能的节省布线成本实现链路备份，无线也要保证高吞吐量转发；
  
• 无线链路数据转发一定要保证和主用链路一致，包括对VLAN tag数据流处理、MAC地址表处理；

【方案技术】

选择以下其中一种实现链路冗余，不要同时用！

端口汇聚：接入交换机和冗备交换机主备链路端口做汇聚，实现冗备负载；

生成树：接入交换机和冗备交换机主备链路端口启用RSTP，实现环路冗备；

ERPS：接入交换机和冗备交换机均启用ERPS功能，其中冗备交换机的备链路端口配置为RPL口。

【方案实现】

• 接入交换机与冗备交换机之间主链路部署网线或光纤，备用链路使用无线实现数据透传；
  
• 冗备交换机与核心层之间可通过汇聚、RSTP等做有线冗备；
  
• 备用无线链路使用无线网桥（或者工业级无线AP+无线client，和网桥功能类似）的方式实现；
• 考虑需求标准是否透传带VLAN tag数据流，无线网桥一般需要配置全透传所有VLAN数据，或者配置指定透传的VLAN tag数据；
  
• 网桥采用5GHz频段产品，保证高速率、高稳定性的无线转发；
• 网桥无线地址格式要求为“四地址”，以防止主网桥侧学习子网桥侧MAC地址表出现错误。
  • WDS无线桥接有三地址、四地址两种格式，三地址通信时主网桥（AP端）没法学习到子网桥（client端）下挂有线设备的真实mac：
    
  • 而采用四地址格式通信，主网桥（AP端才能学习到子网桥（client端）下挂有线设备的真实mac：
    

        

三、不同方式实现无线链路冗备    

方案1：端口汇聚实现链路负载

1. 1. 配置了端口汇聚流量既会从主链路（有线）走，也会从备链路（无线）走，优点是一定程度上能实现带宽叠加，但缺点是无线链路质量差时部分数据通信就会产生延时和丢包；
   2. 冗备交换机和接入交换机互联的2个端口启用端口汇聚功能，且必须配置为“LACP模式”，不能用“静态汇聚模式”。

说明：静态汇聚依赖于链路状态感知，此拓扑中假设接入交换机1口故障，对于接入交换机来说所有流量会走2口。但冗备交换机的1口、2口连接正常，流量依旧可能走冗备交换机的2口出去，这样就会导致丢包。

方案2：生成树实现链路冗余

1. 冗备交换机配置为根桥，接入交换机为非根桥，使能RSTP或MSTP；
2. 非根桥接入交换机的2口cost值（路径开销）要配置比1口大，这样2口才会选为AP口阻塞作为备用链路；
3. 故障后AP口变为RP角色，状态为转发，备用链路顶上恢复数据转发。一旦主用链路恢复接入交换机2口会变为AP口阻塞。

方案3：ERPS实现链路冗余

1. 冗备交换机2口配置为RPL口，其它端口和接入交换机的端口均为normal接口；
2. 链路正常状态时RPL状态为阻塞，主链路负责数据转发。主链路异常后RPL置为转发状态，备用链路顶上。主链路故障恢复后等待一段时间RPL会切回阻塞，恢复主链路转发。主备切换、故障恢复收敛时间不超过50ms，实现真正意义上的“无缝切换”；
3. 无线网桥必须支持透传ERPS控制VLAN数据和业务VLAN的数据。

四、产品选项参考   

 

结合前文，要实现这套方案重点在于无线网桥以及交换机的选取，参考如下：

交换机：

• 支持STP/RSTP/MSTP；
  
• 支持端口汇聚，且支持LACP模式；
  
• 支持ERPS功能（工业级交换机基本功能）
  

无线网桥：

• 支持四地址无线格式桥接（市面上基本都是）
• 支持透传VLAN数据；
• 支持透传BPDU、lacp、CCM等协议的二层组播和广播报文（即保证汇聚/生成树/ERPS功能正常使用）
• 尽可能选择5GHz网桥产品使用。
  

关于网桥，我个人测试过锐捷的RG-EST310、TP-LINK的TL-CPE520G和水星的B5套装是基本能满足以上基本要求的，当然各位做产品方案前一定先跟厂家沟通清楚再确定选型。

这台方案来自于我所接触过的工业无线，使用工业AP+工业client也是一种可行方案，但是成本会更高。实际中使用普通的无线网桥就可以了。