交换机端口分析器

交换机端口分析器(SPAN)工作原理

交换机端口分析器(SwitchedPortAnalyzer)的作用主要是为了给某种网络分析器提供网络数据流。

它既可以实现一个VLAN中若干个源端口向一个监控端口镜像数据，也可以从若干个VLAN向一个临控端口镜像数据。源端口的5号端口上流转的所有数据流均被镜像至10号监控端口，而数据分析设备通过监控端口接收了所有来自5号端口的数据流。

值得注意的是，源端口和镜像端口必须位于同一台交换机上(但也有例外，如Catalyst6000系列交换机);而且SPAN并不会影响源端口的数据交换，它只是将源端口发送或接收的数据包副本发送到监控端口。

在SPAN任务过程中，用户可以通过参数控制，来指明需要监控的数据流种类;还可以将一个或多个端、口、一个或多个VLAN作为源端口，并将从这些端口中发送或接收的单向或双向数据流传送至监控端口。

在Catalyst4006交换机中，最多可以配置6个单向的SPAN任务：2个输入数据流监控、4个输出数据流监控。一个双向SPAN任务实际上包含一个单向输入和一个单向输出。而且不仅仅二层交换端口可作为源端口，Catalyst4006上的三层路由端口也可设置为源端口。

SPAN任务不会影响交换机的正常工作。当一个SPAN任务被建立后，根据交换机所处的不同的状态或操作，任务会处于激活或非激活状态，同时系统会将其记入日志。通过“showmonitorsession”命令可显示SPAN的当前状态。

如果遇到系统重新启动的情况，在目的端口初始化结束之前，SPAN任务将处于非激活状态。目的端口(监控端口)可以是交换机上的任意一个交换或路由端口。当一个目的端口处于激活状态时，任何发送到该端口且与SPAN任务无关的数据包将会被丢弃。

一个目的端口只能处于一个SPAN任务中。当一个端口被配制成目的端口后就不能再成为源端口，同时冗余链路端口也不能成为SPAN的目的端口。特别需要指出的是，如果一个Trunk端口被配置成为交换机端口分析器的目的端口，则其Trunk功能也将自动停止。

源端口又可以称作被监控端口。在一个SPAN任务中，可以有一个或多个源端口，而且可以根据用户需要设置为输入方向、输出方向或双向，但无论哪种情况，在一个SPAN任务中，所有源端口的被监控方向都必须是一致的。

在Catalyst4006交换机上的VLAN也可以整体设置为源端口，这意味着被指定VLAN中的所有端口均为当前SPAN任务中的源端口。

Trunk端口可以单独设为源端口，也可以与非Trunk端口一起被设置为源端口，但要注意的是，在监控端口不会识别来自Trunk端口针对不同VLAN的数据封装格式，换句话说，在监控端口收到的数据包将无法辨明是来自哪个VLAN。

SPAN数据流的分类及配置

基于VLAN的交换机端口分析器是以一个或几个VLAN作为监控对象，其中的所有端口均为源端口，与基于端口的SPAN类似，基于VLAN的SPAN也分为输入数据流、输出数据流和双向数据流监控三种类型。如下说述：

(1)输入数据流(IngressSPAN)：指被源端口接收进来，其数据副本发送至监控端口的数据流;

(2)输出数据流(EgressSPAN)：指从源端口发送出去，其数据副本发送至监控端口的数据流;

(3)双向数据流(BothSPAN)：即为以上两种的综合。

在配置基于VLAN的SPAN任务过程中，应注意几点：

(1)Trunk端口可以包含在源端口中;

(2)针对双向SPAN任务，如果在源VLAN中的两个源端口之间有数据交换，则每一个数据包将有两个副本被转发至镜像端口;

(3)对有多个源VLAN的SPAN任务来说，如果某个源VLAN被删除掉，则该VLAN也将从源VLAN列表中删除;

(4)处于非激活状态的VLAN无法参与SPAN任务;

(5)对于一个设置为输入数据流监控的源VLAN来说，来自其他VLAN的路由信息数据包不会被镜像;此外，从设置为输出数据流监控的VLAN向其他VLAN发送出的路由信息数据包也同样不会被镜像。换句话说，基于VLAN的SPAN任务只对进出二层交换端口的数据包进行镜像，而不镜像VLAN之间的路由信息。所有网间传输的非路由数据包，包括组播包和BPDU(桥接协议数据单元)包，都可以使用SPAN任务进行镜像。

交换机端口分析器在一些任务的配置下，会出现同一个SPAN源端口数据包的多个副本被发送到SPAN监控端口的情况。正像前面提到的那样，在一个双向SPAN任务中，假设a1和a2为源端口，d1为目的端口，如果a1与a2之间有数据包传输，则在a1传向a2的数据包将会被传送到d1两次，反之亦然。