深入解析交换机链路聚合中的负载均衡算法机制

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：

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，把提取的内容计算出一个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。

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。

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