通过用户空间配置 DSA 交换机¶
目前，DSA 交换机配置尚未集成到主要的用户空间网络配置套件中，必须手动执行。
配置展示¶
要配置 DSA 交换机，需要执行一些命令。 本文档将一些常见的配置场景作为展示进行处理。
- 单端口
每个交换机端口都充当不同的可配置以太网端口
- 桥接
每个交换机端口都是一个可配置以太网桥的一部分
- 网关
除一个上游端口外的每个交换机端口都是可配置以太网桥的一部分。 上游端口充当不同的可配置以太网端口。
所有配置均使用 iproute2 中的工具执行，该工具可在 https://linuxkernel.org.cn/pub/linux/utils/net/iproute2/ 获取
通过 DSA，交换机的每个端口都像普通的 Linux 以太网接口一样处理。 CPU 端口是连接到以太网 MAC 芯片的交换机端口。 相应的 Linux 以太网接口称为通道接口。 所有其他相应的 Linux 接口称为用户接口。
用户界面取决于通道接口是否启动，以便它们发送或接收流量。 在内核 v5.12 之前，通道接口的状态必须由用户显式管理。 从内核 v5.12 开始，行为如下
当启动 DSA 用户界面时，通道接口会自动启动。
当通道接口关闭时，所有 DSA 用户界面都会自动关闭。
本文档中使用以下以太网接口
- eth0
通道接口
- eth1
另一个通道接口
- lan1
用户界面
- lan2
另一个用户界面
- lan3
第三个用户界面
- wan
专用于上游流量的用户界面
可以类似地配置其他以太网接口。 配置的 IP 和网络是
- 单端口
lan1: 192.0.2.1/30 (192.0.2.0 - 192.0.2.3)
lan2: 192.0.2.5/30 (192.0.2.4 - 192.0.2.7)
lan3: 192.0.2.9/30 (192.0.2.8 - 192.0.2.11)
- 桥接
br0: 192.0.2.129/25 (192.0.2.128 - 192.0.2.255)
- 网关
br0: 192.0.2.129/25 (192.0.2.128 - 192.0.2.255)
wan: 192.0.2.1/30 (192.0.2.0 - 192.0.2.3)
具有标记支持的配置¶
基于标记的配置是大多数 DSA 交换机所期望和支持的。 这些交换机能够标记传入和传出流量，而无需使用基于 VLAN 的配置。
- 单端口
# configure each interface ip addr add 192.0.2.1/30 dev lan1 ip addr add 192.0.2.5/30 dev lan2 ip addr add 192.0.2.9/30 dev lan3 # For kernels earlier than v5.12, the conduit interface needs to be # brought up manually before the user ports. ip link set eth0 up # bring up the user interfaces ip link set lan1 up ip link set lan2 up ip link set lan3 up
- 桥接
# For kernels earlier than v5.12, the conduit interface needs to be # brought up manually before the user ports. ip link set eth0 up # bring up the user interfaces ip link set lan1 up ip link set lan2 up ip link set lan3 up # create bridge ip link add name br0 type bridge # add ports to bridge ip link set dev lan1 master br0 ip link set dev lan2 master br0 ip link set dev lan3 master br0 # configure the bridge ip addr add 192.0.2.129/25 dev br0 # bring up the bridge ip link set dev br0 up
- 网关
# For kernels earlier than v5.12, the conduit interface needs to be # brought up manually before the user ports. ip link set eth0 up # bring up the user interfaces ip link set wan up ip link set lan1 up ip link set lan2 up # configure the upstream port ip addr add 192.0.2.1/30 dev wan # create bridge ip link add name br0 type bridge # add ports to bridge ip link set dev lan1 master br0 ip link set dev lan2 master br0 # configure the bridge ip addr add 192.0.2.129/25 dev br0 # bring up the bridge ip link set dev br0 up
没有标记支持的配置¶
少数交换机无法使用标记协议 (DSA_TAG_PROTO_NONE)。 这些交换机可以通过基于 VLAN 的配置进行配置。
- 单端口
该配置只能通过 VLAN 标记和桥接设置进行设置。
# tag traffic on CPU port ip link add link eth0 name eth0.1 type vlan id 1 ip link add link eth0 name eth0.2 type vlan id 2 ip link add link eth0 name eth0.3 type vlan id 3 # For kernels earlier than v5.12, the conduit interface needs to be # brought up manually before the user ports. ip link set eth0 up ip link set eth0.1 up ip link set eth0.2 up ip link set eth0.3 up # bring up the user interfaces ip link set lan1 up ip link set lan2 up ip link set lan3 up # create bridge ip link add name br0 type bridge # activate VLAN filtering ip link set dev br0 type bridge vlan_filtering 1 # add ports to bridges ip link set dev lan1 master br0 ip link set dev lan2 master br0 ip link set dev lan3 master br0 # tag traffic on ports bridge vlan add dev lan1 vid 1 pvid untagged bridge vlan add dev lan2 vid 2 pvid untagged bridge vlan add dev lan3 vid 3 pvid untagged # configure the VLANs ip addr add 192.0.2.1/30 dev eth0.1 ip addr add 192.0.2.5/30 dev eth0.2 ip addr add 192.0.2.9/30 dev eth0.3 # bring up the bridge devices ip link set br0 up
- 桥接
# tag traffic on CPU port ip link add link eth0 name eth0.1 type vlan id 1 # For kernels earlier than v5.12, the conduit interface needs to be # brought up manually before the user ports. ip link set eth0 up ip link set eth0.1 up # bring up the user interfaces ip link set lan1 up ip link set lan2 up ip link set lan3 up # create bridge ip link add name br0 type bridge # activate VLAN filtering ip link set dev br0 type bridge vlan_filtering 1 # add ports to bridge ip link set dev lan1 master br0 ip link set dev lan2 master br0 ip link set dev lan3 master br0 ip link set eth0.1 master br0 # tag traffic on ports bridge vlan add dev lan1 vid 1 pvid untagged bridge vlan add dev lan2 vid 1 pvid untagged bridge vlan add dev lan3 vid 1 pvid untagged # configure the bridge ip addr add 192.0.2.129/25 dev br0 # bring up the bridge ip link set dev br0 up
- 网关
# tag traffic on CPU port ip link add link eth0 name eth0.1 type vlan id 1 ip link add link eth0 name eth0.2 type vlan id 2 # For kernels earlier than v5.12, the conduit interface needs to be # brought up manually before the user ports. ip link set eth0 up ip link set eth0.1 up ip link set eth0.2 up # bring up the user interfaces ip link set wan up ip link set lan1 up ip link set lan2 up # create bridge ip link add name br0 type bridge # activate VLAN filtering ip link set dev br0 type bridge vlan_filtering 1 # add ports to bridges ip link set dev wan master br0 ip link set eth0.1 master br0 ip link set dev lan1 master br0 ip link set dev lan2 master br0 # tag traffic on ports bridge vlan add dev lan1 vid 1 pvid untagged bridge vlan add dev lan2 vid 1 pvid untagged bridge vlan add dev wan vid 2 pvid untagged # configure the VLANs ip addr add 192.0.2.1/30 dev eth0.2 ip addr add 192.0.2.129/25 dev br0 # bring up the bridge devices ip link set br0 up
转发数据库 (FDB) 管理¶
现有的 DSA 交换机没有必要的硬件支持来保持桥接的软件 FDB 与硬件表同步，因此这两个表是分开管理的（bridge fdb show 同时查询两个表，并且根据是否使用 self 或 master 标志，bridge fdb add 或 bridge fdb del 命令作用于一个或两个表中的条目）。
直到内核 v4.14，DSA 仅支持使用桥接旁路操作（不更新软件 FDB，只更新硬件 FDB）使用 self 标志（这是可选的，可以省略）的用户空间桥接 FDB 条目管理。
bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 self static # or shorthand bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 static
由于一个错误，DSA 提供的桥接旁路 FDB 实现无法区分 static 和 local FDB 条目（static 意味着被转发，而 local 意味着在本地终止，即发送到主机端口）。 相反，所有带有 self 标志（隐式或显式）的 FDB 条目都被 DSA 视为 static，即使它们是 local。
# This command: bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 static # behaves the same for DSA as this command: bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 local # or shorthand, because the 'local' flag is implicit if 'static' is not # specified, it also behaves the same as: bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05
最后一个命令是使用桥接旁路操作将静态桥接 FDB 条目添加到 DSA 交换机的不正确方法，并且由于错误而起作用。 其他驱动程序会将通过同一命令添加的 FDB 条目视为 local，因此不会转发它，这与 DSA 相反。
在内核 v4.14 和 v5.14 之间，DSA 并行支持两种将桥接 FDB 条目添加到交换机的模式：上面讨论的桥接旁路，以及使用 master 标志的新模式，该模式也会在软件桥中安装 FDB 条目。
bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 master static
自内核 v5.14 以来，DSA 获得了与桥接软件 FDB 更强的集成，并且对其桥接旁路 FDB 实现的支持（使用 self 标志）已被删除。 这导致以下更改
# This is the only valid way of adding an FDB entry that is supported, # compatible with v4.14 kernels and later: bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 master static # This command is no longer buggy and the entry is properly treated as # 'local' instead of being forwarded: bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 # This command no longer installs a static FDB entry to hardware: bridge fdb add dev swp0 00:01:02:03:04:05 static
因此，脚本编写者在 DSA 交换机接口上处理桥接 FDB 条目时，应使用 master static 标志集。
用户端口与 CPU 端口的关联¶
通常，DSA 交换机通过单个以太网接口连接到主机，但在交换机芯片是离散的情况下，硬件设计可能允许使用 2 个或更多端口连接到主机，以提高终止吞吐量。
DSA 可以通过两种方式使用多个 CPU 端口。 首先，可以静态地将与某个用户端口关联的终止流量分配给某个 CPU 端口进行处理。 这样，用户空间可以通过根据可用的 CPU 端口分配关联性来实现用户端口之间的静态负载平衡的自定义策略。
其次，可以在每个数据包的基础上执行 CPU 端口之间的负载平衡，而不是静态地将用户端口分配给 CPU 端口。 这可以通过将 DSA 通道置于 LAG 接口下（绑定或团队）来实现。 DSA 监视此操作，并在面向构成 LAG 从设备 的物理 DSA 通道的 CPU 端口上创建此软件 LAG 的镜像。
为了使用多个 CPU 端口，交换机的固件（设备树）描述必须使用 ethernet 引用/句柄标记 CPU 端口及其 DSA 通道之间的所有链接。 在启动时，只会使用单个 CPU 端口和 DSA 通道 - 固件描述中第一个具有 ethernet 属性的端口。 由用户配置系统以使交换机使用其他通道。
DSA 使用 rtnl_link_ops 机制（带有 “dsa” kind）来允许更改用户端口的 DSA 通道。 IFLA_DSA_CONDUIT u32 netlink 属性包含处理每个用户设备的通道设备的 ifindex。 DSA 通道必须是基于固件节点信息的有效候选者，或者是一个仅包含作为有效候选者的从属设备的 LAG 接口。
使用 iproute2，可以进行以下操作
# See the DSA conduit in current use ip -d link show dev swp0 (...) dsa master eth0 # Static CPU port distribution ip link set swp0 type dsa master eth1 ip link set swp1 type dsa master eth0 ip link set swp2 type dsa master eth1 ip link set swp3 type dsa master eth0 # CPU ports in LAG, using explicit assignment of the DSA conduit ip link add bond0 type bond mode balance-xor && ip link set bond0 up ip link set eth1 down && ip link set eth1 master bond0 ip link set swp0 type dsa master bond0 ip link set swp1 type dsa master bond0 ip link set swp2 type dsa master bond0 ip link set swp3 type dsa master bond0 ip link set eth0 down && ip link set eth0 master bond0 ip -d link show dev swp0 (...) dsa master bond0 # CPU ports in LAG, relying on implicit migration of the DSA conduit ip link add bond0 type bond mode balance-xor && ip link set bond0 up ip link set eth0 down && ip link set eth0 master bond0 ip link set eth1 down && ip link set eth1 master bond0 ip -d link show dev swp0 (...) dsa master bond0
请注意，在使用 LAG 下的 CPU 端口的情况下，并不严格需要使用 IFLA_DSA_CONDUIT netlink 属性，而是 DSA 会对其当前通道 (eth0) 的 IFLA_MASTER 属性更改做出反应，并将所有用户端口迁移到 eth0 的新上层 bond0。 同样，当使用 RTM_DELLINK 销毁 bond0 时，DSA 会根据固件描述将分配给此接口的用户端口迁移到第一个符合条件的物理 DSA 通道（它实际上会恢复到启动配置）。
因此，在具有 2 个以上物理 CPU 端口的设置中，可以将静态用户到 CPU 端口分配与 DSA 通道之间的 LAG 混合使用。 不可能将用户端口静态分配给具有任何上层接口的 DSA 通道（这包括 LAG 设备 - 在这种情况下，通道必须始终是 LAG）。
允许实时更改用户端口的 DSA 通道（以及 CPU 端口）关联性，以便允许动态重新分配以响应流量。
允许物理 DSA 通道随时加入和离开用作 DSA 通道的 LAG 接口； 但是，除非 LAG 接口至少有一个物理 DSA 通道作为从属设备，否则 DSA 将拒绝 LAG 接口作为 DSA 通道的有效候选者。