镜像技术

集群技术的一种。是将建立在同一个局域网之上的两台服务器通过软件或其他特殊的网络设备，将两台服务器的硬盘做镜像。其中，一台服务器被指定为主服务器，另一台为从服务器。客户只能对主服务器上的镜像的卷进行读写，即只有主服务器通过网络向用户提供服务，从服务器上相应的卷被锁定以防对数据的存取。主/从服务器分别通过心跳监测线路互相监测对方的运行状态，当主服务器因故障停机时，从服务器将在很短的时间内接管主服务器的应用。

简介

在网络中镜像就是将指定端口的报文或者符合指定规则的报文复制到目的端口，用户可以利用镜像技术，进行网络监管和故障排除。镜像技术包括三种方式：本地端口镜像；远程端口镜像；流镜像。

本地端口镜像

是指将设备的一个或多个端口（源端口）的报文复制到本设备的一个监视端口（目的端口），用于报文的监视和分析。其中源端口和目的端口必须在同一台设备上。

远程端口镜像

是指将设备的一个或者多个端口的报文复制并且通过中间的网络设备转发到指定的交换机上的目的端口，也就是源端口和目的端口并不是在同一台设备上，中间可以跨越一台或者多台网络设备。

流镜像

是指通过ACL规则将具有某特征的数据流镜像给目的端口。

概念

源端口

源端口是被监控的端口，用户可以对通过该端口的报文进行监控和分析。

源VLAN

源VLAN是被监控的VLAN，用户可以对通过该VLAN所有端口的报文进行监控和分析。

源CPU

源CPU是被监控单板上的CPU，用户可以对通过该CPU的报文进行监控和分析。

目的端口

目的端口也可称为监控端口，该端口将接收到的报文转发到数据监测设备，以便对报文进行监控和分析。

方向

l入方向

仅对从源端口/源VLAN/源CPU收到的报文进行镜像。

l出方向

仅对从源端口/源VLAN/源CPU发出的报文进行镜像。

l双向

对从源端口/源VLAN/源CPU收到和发出的报文都进行镜像。

分类

端口镜像的分类

根据使用范围的不同，端口镜像可分为以下三种类型：

1.l本地端口镜像：可以将设备源端口/源VLAN/源CPU上的报文复制到本设备的目的端口，用于监控和分析这些报文。

2.l跨二层远程端口镜像：可以将本设备源端口/源VLAN/源CPU上的报文跨越二层网络复制到另一台设备的目的端口，用于监控和分析这些报文。

3.l跨三层远程端口镜像：可以将本设备源端口/源VLAN/源CPU上的报文跨越三层网络复制到另一台设备的目的端口，用于监控和分析源这些报文。

镜像组的分类

端口镜像通过镜像组的方式实现，镜像组可以分为本地镜像组、远程源镜像组和远程目的镜像组三类。

1.本地端口镜像实现方式

本地端口镜像可以对所有报文（包括协议报文和数据报文）进行镜像，它通过本地镜像组的方式实现，即源端口/源VLAN中的端口/源CPU和目的端口在同一个本地镜像组中，设备将源端口（或源VLAN）的报文复制一份并转发到目的端口。

2.跨二层远程端口镜像实现方式

跨二层远程端口镜像可以对协议报文之外的所有报文进行镜像，它通过远程源镜像组和远程目的镜像组互相配合的方式实现。

3.跨三层远程端口镜像实现方式

跨三层远程端口镜像可以对协议报文之外的所有报文进行镜像，它通过远程源镜像组、远程目的镜像组和GRE隧道互相配合的方式实现。

镜像端口方式与在线分路器方式对比

网络监测、分析工具和入侵检测设备(IDS)正被越来越多的企业网络用户重视并加以大量使用，这在网络商业应用(互联网、电子商务、存储网络)日益发展的今天，选择网络监测、分析工具尤显重要。在交换网络出现之前，网络工程师可以方便直接的获取网络中的数据，随着交换网络的快速发展，客观上要求有更新的数据捕获技术出现。到现在，尽管实际上交换网络已经发展了10多年，但在数据捕获技术的应用上仍然参差不齐，下面将对通过企业交换网络获得和读取数据的两种基本方法进行书面比较。一种是镜像端口方式，一种是在线分路器方式。我们将介绍这两种方式的各自优缺点和推荐使用方向。

数据获得技术：

在交换网络中，为了监测、分析网络性能有两种有效的获得数据的方法。

1、镜像端口(Mirroring或Spanning)：高级的网络交换机可以将交换机的一个或几个端口的数据包复制到一个指定的端口，分析仪可以接到镜像端口接受数据。

2、分路器TAP：分路器TAP可以插入到半/全双工的10/100/1000M网络链路中，可将这条链路的全部数据信息复制到分析仪。

这两种技术在网络监测、分析时普遍应用，每一种技术都有其优、缺点。所以两种技术在所有网络监测、分析任务中是根据需要来采用的。

镜像端口劣势

1、多端口流量镜像到一个端口上，可引起缓存过载及丢包现象。

2、数据包通过缓存时会被重定时，就不可能精确的确定时间尺度，如：抖动、数据包间隔分析、延迟。

3、大多数据镜像端口过滤掉不规则的数据包，这就不能为故障排查提供详尽有用的数据信息。

4、因为镜像端口的流量使得交换机的CPU负载加重，所以会引起交换机工作性能下降。

镜像端口应用

1、在带宽较低且能有较的进行镜像的链路(如分发层或底层网络)，可以进行多端口镜像来实现方便灵活的监测、分析。

2、趋势监测：不需要精确的监测，只要不定期的数据统计就可以的情况下。

3、协议和应用分析：从一个镜像端口可以方便、经济的提供相关的数据信息

4、整个VLAN监测：利用多端口镜像技术可以方便的监测一个交换机上的一个VLAN的全部。

分路器TAP优势

1、捕获100%的数据包，没有丢包。

2、可监测到不规则的数据包，方便于故障排查。

3、精确的时间戳，没有延迟和重定时。

4、一次安装，可方便分析仪接入和移动。

分路器TAP劣势

1、需额外花费购买分路器TAP。

2、一次只能看一条链路。

3、占用机架空间。 

分路器技术的应用

1、商业链路：这些链路需要极短的故障排除时间，在这些链路中安装上分路器TAP，网络工程师可迅速查找、排除突发的问题。

2、核心或骨干链路。它们具有高带宽利用率，同时在接入、移动分析仪时不能中断链路。分路器TAP保证了数据100%的捕获而没有丢包，为精确分析这些链路提供了性能保障。

3、VoIPQoS：VoIP服务质量测试需要精确的抖动和丢包率度量。分路器TAP可完全保障这些测试，但镜像端口会改变抖动值，提供不真实的丢包率。

4、故障查找、排除：保证您能监测到不规则数据包及错误的数据包的唯一方式。镜像端口会将这些数据包全部过滤掉，这样就不能为工程师查找故障提供重要而完整的数据信息。

5、IDS应用：IDS依靠完整的数据信息来识别入侵模式，分路器TAP能提供可靠的、完整的数据流给入侵检测系统。

6、服务器群：多端口分路器可以同时连接8/12条链路，并可实现远程自由切换，方便于随时监测、分析。 

结论

通常重要的链路和临界的应用，更喜欢分路器的应用。分路器TAP能提供一个完整、精确数据监测的接入点。镜像端口通常用在总体趋势的监测或希望能同时监测到多条链路信息的应用。由于镜像端口的缓存，同步、丢包率不能精确的度量，不能应用在VoIP及其它对时间要求精确的度量上。