產生背景

隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，用戶對骨干鏈路的帶寬和可靠性提出了越來越高的要求。

在傳統(tǒng)技術中，常用更換高速率的接口板或者更換高速率接口板的設備的方式來增加帶寬，但這種方案需要付出高額的費用，而且不夠靈活。

采用鏈路聚合技術可以在不進行硬件升級的條件下，通過將多個物理接口捆綁為一個邏輯接口，來達到增加鏈路帶寬的目的。在實現(xiàn)增大帶寬的同時，鏈路聚合采用備份鏈路的機制，可以有效的提高設備之間鏈路的可靠性。

應用場景

在企業(yè)網(wǎng)絡中，所有設備的流量再轉發(fā)到其他網(wǎng)絡前都會匯聚到核心層，再由核心區(qū)設備轉發(fā)到其他網(wǎng)絡，或者轉發(fā)到外網(wǎng)。

所以，在核心層設備負責數(shù)據(jù)的高速交換時，容易發(fā)生擁塞。在核心層部署鏈路聚合，可以提升整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)吞吐量，解決擁塞問題。

如下：兩臺交換機SWA和SWB之間通過兩條成員鏈路相互連接，通過部署鏈路聚合，可以確保SWA和SWB之間的鏈路不會產生擁塞。

鏈路聚合

解釋

1.鏈路聚合就是把兩臺設備之間的多條物理鏈路聚合在一起，當作一條邏輯鏈路來使用。

這兩臺設備可以是一對路由器、一對交換機、或者是一臺路由器和一臺交換機。一條聚合鏈路可以包含多條成員鏈路，(注:在ARG3系列路由器和X7系列交換機上默認最多為8條)

2.鏈路聚合能夠提高鏈路帶寬。理論上，通過聚合幾條鏈路，一個聚合口的帶寬可以擴展為所有成員口帶寬的總和，這樣就有效地增加了邏輯鏈路的帶寬。

3.鏈路聚合為網(wǎng)絡提供了該可靠性。配置了鏈路聚合后，如果一個成員接口發(fā)生故障時，該成員接口的物理鏈路會把流量切換到另一條成員鏈路上。

4.鏈路聚合還可以在一個聚合口上實現(xiàn)負載均衡，一個聚合口可以把流量分散的多個不同的成員口上，通過成員鏈路把流量發(fā)送到一個目的地，將網(wǎng)絡產生的擁塞的可能性降到最低。

鏈路聚合技術的的基本原理

鏈路聚合模式

鏈路聚合模式包含兩種模式：手工負載均衡模式和靜態(tài)LACP(Link Aggreation Control Protocol)模式

手工負載分擔模式

Eth-Trunk的建立、成員接口的加入由手工配置，沒有鏈路聚合控制協(xié)議的參與。該模式下所有活動鏈路都參與數(shù)據(jù)的轉發(fā)，平均分擔流量，因此稱為負載分擔模式。如果某條活動鏈路故障，鏈路聚合組自動在剩余的活動鏈路中平均分擔流量。

當需要在兩個直連設備之間提供一個較大的鏈路帶寬而設備不支持LACP協(xié)議時，可以采用手工負載分擔模式。

ARG3系列路由器和X7系列交換機可以基于目的MAC地址，源MAC地址，或者基于源MAC地址和目的MAC地址，源IP地址，目的IP地址，或者基于源IP地址和目的IP地址進行負載均衡。

在靜態(tài)LACP模式

鏈路兩端的設備相互發(fā)送LACP報文，協(xié)商聚合參數(shù)。協(xié)商完成后，兩臺設備確定活動接口和非活動接口。在靜態(tài)LACP模式中，需要手動創(chuàng)建一個Eth-Trunk口，并添加成員口。

LACP協(xié)商選舉活動接口和非活動接口。靜態(tài)模式也叫M:N模式。M代表活動成員鏈路，用于在負載均衡中轉發(fā)數(shù)據(jù)。N代表非活動鏈路，用于冗余備份。

如果一條活動鏈路發(fā)生故障，該鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被切換到一條優(yōu)先級高的備份鏈路上，這條備份鏈路轉變?yōu)榛顒訝顟B(tài)。

兩種鏈路聚合模式的主要區(qū)別是：在靜態(tài)LACP模式中，一些鏈路充當備份鏈路;在手工負載均衡模式中，所以成員都處于轉發(fā)狀態(tài)。

數(shù)據(jù)流控制

1.在一個聚合口中，聚合鏈路兩端的物理接口(即成員口)的所有參數(shù)必須一致，包括物理口的數(shù)量，傳輸速率，雙工模式和流量控制模式。所有成員可以是二層接口或三層接口。

2.數(shù)據(jù)流在聚合鏈路上傳輸，數(shù)據(jù)順序必須保持不變。一個數(shù)據(jù)六塊可以看作是一組MAC地址和IP地址相同的幀。

eg：兩臺設備的SSH或SFTP連接可以看作一個一個數(shù)據(jù)流。如果未配置鏈路聚合，只是用一條物理鏈路來傳輸數(shù)據(jù)，那么一個數(shù)據(jù)流中的幀總能按正確的順序到達目的地。

配置了鏈路聚合后，多條物理鏈路被綁成一條聚合鏈路，一個數(shù)據(jù)中的幀通過不同的物理鏈路傳輸。

如果第一個幀通過一條物理鏈路傳輸，第二個幀通過另一條五路鏈路傳輸，這樣一來，同一數(shù)據(jù)流的第二個數(shù)據(jù)幀就可能比第一個數(shù)據(jù)幀先到達對端設備，從而產生接收數(shù)據(jù)包亂序的情況。

3.為了避免這種情況發(fā)生，Etn-Trunk采用逐流負載分擔的機制，這種該機制把數(shù)據(jù)幀的地址通過HASH算法生成HASH-KEY值。

然后，根據(jù)這個數(shù)值在Etn-Trunk轉發(fā)表中尋找對的出接口，不同的MAC或IP地址，HASH得到的HASH-KEY值不同，從而出接口也就不同，這樣既保證了同一數(shù)據(jù)流的幀在一條物理鏈路轉發(fā)，又實現(xiàn)了流量在聚合組內各物理鏈路上的負載分擔。逐流負載分擔能保證報的順序，但不能保證帶寬利用率。

注：負載分擔的類型主要包括以下幾種，用戶可以根據(jù)具體應用選擇不同的負載分擔類型

鏈路聚合的基本配置

二層配置：

注意：

本例中，通過執(zhí)行interface Eth-trunk 命令配置鏈路聚合。這條命令創(chuàng)建了-個Eth-Trunk口， 并且進入該Eth-Trunk口視圖。trunk_ia用來唯- 標識一個Eth-Trunk， 該參數(shù)的取值可以是0到63之間的任何-一個整數(shù)。

如果指定的Eth- Trunk口已經(jīng)存在，執(zhí)行interface eth-trunk命令 會直接進入該Eth-Trunk口視圖。

配置Eth-Trunk口和成員口，需要注意以下規(guī)則:

1. 只能刪除不包含任何成員口的Eth-Trunk口。

2. 把接口加入Eth-Trunk口時，二層Eth-Trunk口的成員 口必須是二層接口，三層Eth-Trunk口的成員口必須是三層接口。

3. 一個Eth-Trunk口最多可以加入8個成員口。

4.加入Eth-Trunk口的接口必須是hybrid接口 (默認的接口類型)。

5.一個Eth-Trunk口不能充當其他Eth-Trunk口的成員口。

6.一個以太接口只能加入一個Eth-Trunk口。如果把一個以太接口加入另一個Eth- Trunk口，必須先把該以太接口從當前所屬的Eth- Trunk口中刪除。

7.一個Eth-TrunkO的成員口類型必須相同。例如，一個快速以太口(FEO) 和一個千兆以太口(GEO)不能加入同一個Eth-Trunk。

8.位于不同接口板(LPU)上的以太口可以加入同一個Eh-Tunk口。如果一個對端接口直接和本端Eth-Trunk口的一個成員口相連，該對端接口也必須加入一個Eth-Trunk口。否則兩端無法通信。

9.如果成員口的速率不同，速率較低的接口可能會擁塞,報文可能會被丟棄。

10.接口加入Eth-Trunk口后, Eth-Trunk口學習MAC地址，成員口不再學習。

查看鏈路聚合信息：

執(zhí)行(display interface eth-trunk)

如果Etn-trunk口處于UP狀態(tài)，表明接口處于Down狀態(tài)，表明所有成員接口物理層發(fā)生故障。如果管理員手動關閉端口，接口處于Administratively Down狀態(tài)。

可以通過接口狀態(tài)的改變發(fā)現(xiàn)接口故障，所有接口正常情況下都應處于UP狀態(tài)。

三層連理聚合配置：

注：

如果要在路由器上配置三層鏈路聚合，需要首先創(chuàng)建Eth-Trunk接口，然后在Etn-Trunk邏輯口上執(zhí)行undo portswitch命令，把聚合鏈路從二層轉化為三層鏈路，執(zhí)行undo portswitch命令后，可以為Eth-trunk邏輯口分配一個IP地址

查看鏈路聚合信息：

執(zhí)行(display interface eth-trunk)

如果Etn-trunk口處于UP狀態(tài)，表明接口處于Down狀態(tài)，表明所有成員接口物理層發(fā)生故障。如果管理員手動關閉端口，接口處于Administratively Down狀態(tài)?？梢酝ㄟ^接口狀態(tài)的改變發(fā)現(xiàn)接口故障，所有接口正常情況下都應處于UP狀態(tài)。

鏈路聚合協(xié)議

1.鏈路聚合協(xié)議用于建立和維持鏈路聚合的協(xié)商

2.協(xié)議只用于動態(tài)鏈路聚合，靜態(tài)鏈路聚合不需要協(xié)議(Pagp是思科私有的鏈路聚合協(xié)議)

3.LACP是IEEE 802.3ad標準鏈路聚合協(xié)議

LACP適用場景

LACP , 基于IEEE802.3ad標準的LACP(Link Aggregation Control Protocol,鏈路匯聚控制協(xié)議)是一種實現(xiàn)連理聚合動態(tài)匯聚的協(xié)議。

1，在帶寬比肩緊張的情況下，可以使用邏輯聚合可以擴展帶寬到原鏈路的n倍

2.在需要對鏈路進行動態(tài)備份的情況下，可以通過配置鏈路聚合實現(xiàn)同一聚合組各個成員端口之間彼此動態(tài)備份

LACP，協(xié)議通過LACPDU((Link Aggregation Control Protocol Data Unit，鏈路匯聚控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元)與對端交互信息

LACP協(xié)商模式：

1.動態(tài)匯聚端口在啟動LACP協(xié)議后，其管理KEY缺省為零。

2.靜態(tài)匯聚端口在啟用LACP后，端口的管理key與匯聚組ID相同。

查看鏈路聚合配置：

原文標題：高可用技術——鏈路聚合

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審核編輯：湯梓紅