本文将介绍Cavium XPliant最新哈希增强功能，包括：对称哈希、弹性哈希、动态负载均衡以及基于VxLan、NvGRE、Segment Routing的哈希等。
对称哈希
在交换机流量监控和采集的领域，监控的端口出于增大带宽或链路备份的目的，一般采用聚合组的方式。在需要对双向业务流做监控和采集的时候，由于正向和反向流量的MAC地址和IP地址，端口号等是相反的（即正向流量源MAC=反向流量目的MAC，正向流量源IP=反向流量目的IP，正向流量源端口号=反向流量目的端口号，反向也是这样的），这样就会导致一个问题：在采用MAC地址，IP地址或端口号为哈希因子计算哈希键值并选择聚合组成员端口的时候，正向和反向的流量会被选择不同的成员端口，导致一条业务的双向流量不能在同一个物理端口被镜像采集，而影响流量监控和采集的结果。但是，如果在聚合组上启用对称哈希，则双向流量将被强制使用相同的物理接口，并且聚合组中的每个物理端口都将被有效地映射到正向和反向的一组流。
XPliant全系列芯片支持对称哈希。当启用对称哈希时，用于哈希的参数（例如源IP地址和目标IP地址）在输入哈希算法之前被归一化（例如源IP和目的IP先做异或后再参与哈希计算）。这个过程可以确保当参数相反时（正向流量的源成为反向流量的目的），计算的哈希结果是相同的。
弹性哈希
随着数据中心使用的物理链路数量的增加，物理链路故障的数量也有可能增加。为了达到链路备份的目的，数据中心往往会启用端口聚合和等价多路径（ECMP）等链路冗余的功能。在端口聚合或等价多路径（ECMP）组进行负载分担的静态哈希系统中，每个流都被哈希到一条物理链路。如果一个物理链路故障，所有的数据流将在剩下的工作链路上重新哈希并分配物理链路。对链路的这种重哈希将导致数据包的乱序，即使原来哈希到非故障链路的数据包也会受到重哈希的影响而被分配到另外的物理链路。物理端口添加到聚合组或等价多路径（ECMP）时，也会发生这样的重哈希过程。弹性哈希能够解决这个问题，XPliant全系列芯片支持弹性哈希。在链路故障的情况下，分配给故障链路的流量将在工作链路中重新分配。通过工作链路的现有流量不会被重新分配，而且它们的数据包也不会乱序发送。
端口聚合和等价多路径（ECMP）支持弹性函数。当物理端口被添加到聚合组或等价多路径（ECMP）时，一些哈希到现有链路的流被重新映射到新链路，不会导致所有链路重新计算哈希。
弹性哈希支持IPv4和IPv6单播流量，不支持多播流量。
动态负载平衡
通过以上的章节，数据中心端口聚合以及等价多路径（ECMP）的应用非常广泛。
它们都是使用基于哈希的负载均衡，使用报文的固定字段作为哈希的输入参与哈希键值的计算。然后使用哈希值的数学变换基于哈希值来指定聚合组或ECMP的成员。例如，可以对哈希值进行模运算，如哈希值modk，其中k为指定聚合组或ECMP组的成员数量。
虽然这样的基于哈希的方法可以提供跨聚合组或ECMP组成员的流量的随机统计分布，但是这样的方法具有某些缺点。例如，在成员端口的流量分布不均匀，在部分端口上可能存在严重的拥堵，而部分端口可能链路比较空闲。
为了解决这个问题，使聚合组或ECMP组成员端口的流量尽量均衡，引入了动态负载均衡的的功能。动态负载均衡是在静态计算哈希的同时，引入对链路（物理或逻辑）以及队列使用率的平均统计以及周期统计的因子，这样在对流量进行负载分担的时候，能够选择利用率较低的链路或队列，达到聚合组和ECMP个成员之间负载均衡的目的。
XPliant全系列芯片支持动态负载均衡。
基于VxLan,NvGRE,Segment Routing的哈希
VxLan，NvGRE，SegmentRouting是数据中心广泛应用的隧道封装技术，这些隧道技术和端口聚合以及等价多路径混合也是基本的应用场景。
XPliant全系列芯片支持把VxLAN/NvGRE/Segment Routing 隧道的内层字段作为哈希的输入参与哈希键值的计算，而不需要对隧道进行解封装。这样能够对overlay网络业务的负载均衡做到更加精细化的力度，支持对虚机和Docker业务的充分负载均衡和链路的保护。
