初识vPC

什 么 是vPC（virtual PortChannel）？从字面上就可以看出，它是一种虚拟化+端口捆绑技术。端口捆绑技术大家都很熟悉了，多个交换机物理端口被捆绑成一个逻辑端口，以提高链路的可用带宽，也可以提供一定程度的网络链路容错能力。

随着10M以太网发展到1000M直至10G网络，人们使用端口捆绑技术更多的是为了获得网络容错功能。在传统的PortChannel技术中，参与捆绑的物理端口必须属于同一物理交换机。这样，PortChannel技术虽然提供了链路容错，却不具备设备容错能力。

堆叠、VSS和vPC

以 后，Cisco在3700和6500交换机系列平台上分别推出了堆叠和VSS技术，这两项技术可以将不同的物理交换机虚拟成一台逻辑交换机，在虚拟交换机上配置PortChannel时，成员端口可以从不同的物理交换机上选择，从而在一定程度上解决了设备容错问题。

图1 vPC逻辑结构

然而，堆叠和VSS最大的问题是，它们在两台交换机硬件上运行一套IOS，在某台交换机硬件出现宕机故障时问题不大，但是当IOS控制软件出现问题时，使会得整个虚拟交换机不可用。例如，某种软件原因导致的CPU利用率过高时。而恰恰是此类控制层面的软件故障发生次数居多。

vPC技术的实质，是将两台独立运行的交换机，通过控制层面的相互协作，在二层功能上虚拟出一台逻辑交换机，对外模拟出一台二层交换机的功能（如图1）。但是，在三层功能上，它们仍是两台独立运行的毫无关联的三层设备。与以前传统技术所不同的是，这两台交换机之间的联系相当“松散”，不仅仅是三层功能相互独立，即使在二层功能上，也只是 PortChannel、STP 对 外展现为一台虚拟设备。其他，比如交换机端口，依然是在各自设备上单独管理。

优点和缺点

具体来说，vPC究竟能给我们带来哪些好处呢？在传统的数据中心网络设计中，两台聚合层交换机互联后，接入层交换机通常使用两条线分别上连到两台聚合层交换机，这样就形成了一个典型的三角环状回路。为了避免环路引起的广播风暴，通常是运行STP协议防止环路形成，即从控制层面阻断两条上连链路中的一条来破环数据环路。

引入vPC技术后，接入层交换机的两条链路可以配置成为一条逻辑链路，即在聚合层交换机中，可以使用来自两个不同交换机中的端口，聚合成一个逻辑端口。这样，从接入层交换机的角度看，vPC不仅实现了设备容错，两条上联链路也可以同时使用而不必被阻断其中一条，使得可用带宽增加了一倍。

然而，实现这些功能也是需要付出代价的。为了实现上述功能，Cisco不惜改变传统二层交换机的数据转发行为，进而引发了三层数据流的一些问题。这也是造成人们对vPC技术迷惑不解的主要原因。

下面将对vPC技术的组成原理、防环路机制和三层数据流特点进行探讨，以帮助读者尽快熟悉和掌握这一技术。