以太網(wǎng)鏈路聚合技術(shù)介紹

1、以太網(wǎng)鏈路聚合技術(shù)介紹目錄以太網(wǎng)鏈路聚合以太網(wǎng)鏈路聚合簡(jiǎn)介基本概念靜態(tài)聚合模式動(dòng)態(tài)聚合模式聚合負(fù)載分擔(dān)類(lèi)型以太網(wǎng)鏈路聚合以太網(wǎng)鏈路聚合簡(jiǎn)介以太網(wǎng)鏈路聚合簡(jiǎn)稱(chēng)鏈路聚合,它通過(guò)將多條以太網(wǎng)物理鏈路捆綁在一起成為一條邏輯鏈路,從而實(shí)現(xiàn)增加鏈路帶寬的目的。同時(shí),這些捆綁在一起的鏈路通過(guò)相互間的動(dòng)態(tài)備份,可以有效地提高鏈路的可靠性。如圖 1所示,Device A與Device B之間通過(guò)三條以太網(wǎng)物理鏈路相連,將這三條鏈路捆綁在一起,就成為了一條邏輯鏈路Link aggregation 1,這條邏輯鏈路的帶寬等于原先三條以太網(wǎng)物理鏈路的帶寬總和,從而達(dá)到了增加鏈路帶寬的目的;同時(shí),這三條以太網(wǎng)物理鏈路相

2、互備份,有效地提高了鏈路的可靠性。圖 1 鏈路聚合示意圖 基本概念1. 聚合組、成員端口和聚合接口將多個(gè)以太網(wǎng)接口捆綁在一起所形成的組合稱(chēng)為聚合組,而這些被捆綁在一起的以太網(wǎng)接口就稱(chēng)為該聚合組的成員端口。每個(gè)聚合組唯一對(duì)應(yīng)著一個(gè)邏輯接口,我們稱(chēng)之為聚合接口。聚合組/聚合接口可以分為以下兩種類(lèi)型:二層聚合組/二層聚合接口:二層聚合組的成員端口全部為二層以太網(wǎng)接口,其對(duì)應(yīng)的聚合接口稱(chēng)為二層聚合接口(Bridge-aggregation Interface,BAGG。三層聚合組/三層聚合接口:三層聚合組的成員端口全部為三層以太網(wǎng)接口,其對(duì)應(yīng)的聚合接口稱(chēng)為三層聚合接口(Route-aggregatio

3、n Interface,RAGG。 不同型號(hào)的設(shè)備支持的聚合組/聚合接口的類(lèi)型不同,請(qǐng)以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。聚合組與聚合接口的編號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的,譬如聚合組1對(duì)應(yīng)于聚合接口1。在創(chuàng)建了三層聚合接口之后,還可以繼續(xù)創(chuàng)建該三層聚合接口的子接口(簡(jiǎn)稱(chēng)三層聚合子接口。三層聚合子接口也是一種邏輯接口,工作在網(wǎng)絡(luò)層,主要用來(lái)在三層聚合接口上支持收發(fā)攜帶VLAN Tag的報(bào)文。不同型號(hào)的設(shè)備對(duì)三層聚合子接口的支持情況不同,請(qǐng)以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。聚合接口的速率和雙工模式取決于對(duì)應(yīng)聚合組內(nèi)的選中端口(請(qǐng)參見(jiàn)“2. 成員端口的狀態(tài)”:聚合接口的速率等于所有選中端口的速率之和,聚合接口的雙工模式則與選中端口的雙工模

4、式相同。2. 成員端口的狀態(tài)聚合組內(nèi)的成員端口具有以下兩種狀態(tài):選中(Selected狀態(tài):此狀態(tài)下的成員端口可以參與用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),處于此狀態(tài)的成員端口簡(jiǎn)稱(chēng)為“選中端口”。非選中(Unselected狀態(tài):此狀態(tài)下的成員端口不能參與用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),處于此狀態(tài)的成員端口簡(jiǎn)稱(chēng)為“非選中端口”。3. 操作Key操作Key是系統(tǒng)在進(jìn)行鏈路聚合時(shí)用來(lái)表征成員端口聚合能力的一個(gè)數(shù)值,它是根據(jù)成員端口上的一些信息(包括該端口的速率、雙工模式等的組合自動(dòng)計(jì)算生成的,這個(gè)信息組合中任何一項(xiàng)的變化都會(huì)引起操作Key的重新計(jì)算。在同一聚合組中,所有的選中端口都必須具有相同的操作Key。4. 配置分類(lèi)根據(jù)對(duì)成員端口

5、狀態(tài)的影響不同,我們可以將成員端口上的配置分為以下三類(lèi): (1端口屬性類(lèi)配置:包含速率、雙工模式和鏈路狀態(tài)(up/down這三項(xiàng)配置內(nèi)容,是成員端口上最基礎(chǔ)的配置內(nèi)容。(2第二類(lèi)配置:包含的配置內(nèi)容如表 1所示。在聚合組中,只有與對(duì)應(yīng)聚合接口的第二類(lèi)配置完全相同的成員端口才能夠成為選中端口。表 1 第二類(lèi)配置的內(nèi)容 在聚合接口上所作的第二類(lèi)配置,將被自動(dòng)同步到對(duì)應(yīng)聚合組內(nèi)的所有成員端口上。當(dāng)聚合接口被刪除后,這些配置仍將保留在這些成員端口上。由于成員端口上第二類(lèi)配置的改變可能導(dǎo)致其選中/非選中狀態(tài)發(fā)生變化,進(jìn)而對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響,因此當(dāng)在成員端口上進(jìn)行此類(lèi)配置時(shí),系統(tǒng)將給出提示信息,由用戶來(lái)決定是

6、否繼續(xù)執(zhí)行該配置。(3第一類(lèi)配置:是相對(duì)于第二類(lèi)配置而言的,包含的配置內(nèi)容有GVRP、MSTP 等。在聚合組中,即使某成員端口與對(duì)應(yīng)聚合接口的第一類(lèi)配置存在不同,也不會(huì)影響該成員端口成為選中端口。 在成員端口上所作的第一類(lèi)配置,只有當(dāng)該成員端口退出聚合組后才能生效。5. 參考端口參考端口從成員端口中選出,其端口屬性類(lèi)配置和第二類(lèi)配置將作為同一聚合組內(nèi)的其它成員端口的參照,以確定這些成員端口的狀態(tài)。6. LACP協(xié)議基于IEEE802.3ad標(biāo)準(zhǔn)的LACP(Link Aggregation Control Protocol,鏈路聚合控制協(xié)議協(xié)議是一種實(shí)現(xiàn)鏈路動(dòng)態(tài)聚合的協(xié)議,運(yùn)行該協(xié)議的設(shè)備之間通

7、過(guò)互發(fā)LACPDU(Link Aggregation Control Protocol Data Unit,鏈路聚合控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元來(lái)交互鏈路聚合的相關(guān)信息。(1LACP協(xié)議的功能根據(jù)所使用的LACPDU字段的不同,可將LACP協(xié)議的功能分為基本功能和擴(kuò)展功能兩大類(lèi),如表 2所示。表 2 LACP協(xié)議的功能分類(lèi) (2LACP優(yōu)先級(jí)根據(jù)作用的不同,可以將LACP優(yōu)先級(jí)分為系統(tǒng)LACP優(yōu)先級(jí)和端口聚合優(yōu)先級(jí)兩類(lèi),如表 3所示。表 3 LACP優(yōu)先級(jí)的分類(lèi) (3LACP超時(shí)時(shí)間LACP超時(shí)時(shí)間是指成員端口等待接收LACPDU的超時(shí)時(shí)間。在三倍LACP超時(shí)時(shí)間之后,如果本端成員端口仍未收到來(lái)自對(duì)端的L

8、ACPDU,則認(rèn)為對(duì)端成員端口已失效。LACP超時(shí)時(shí)間只有短超時(shí)(1秒和長(zhǎng)超時(shí)(30秒兩種取值。7. 聚合模式 不同型號(hào)的設(shè)備支持的聚合模式不同,請(qǐng)以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。根據(jù)成員端口上是否啟用了LACP協(xié)議,可以將鏈路聚合分為靜態(tài)聚合和動(dòng)態(tài)聚合兩種模式,它們各自的特點(diǎn)如表 4所示。表 4 不同聚合模式的特點(diǎn) 處于靜態(tài)聚合模式和動(dòng)態(tài)聚合模式下的聚合組分別稱(chēng)為靜態(tài)聚合組和動(dòng)態(tài)聚合組,動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)的選中端口以及處于up狀態(tài)、與對(duì)應(yīng)聚合接口的第二類(lèi)配置相同的非選中端口均可以收發(fā)LACPDU。靜態(tài)聚合模式在靜態(tài)聚合模式下,聚合組內(nèi)的成員端口上不啟用LACP協(xié)議,其端口狀態(tài)通過(guò)手工進(jìn)行維護(hù)。靜態(tài)聚合模式的

9、工作機(jī)制如下:1. 選擇參考端口當(dāng)聚合組內(nèi)有處于up狀態(tài)的端口時(shí),先比較端口的聚合優(yōu)先級(jí),優(yōu)先級(jí)數(shù)值最小的端口作為參考端口;如果優(yōu)先級(jí)相同,再按照端口的全雙工/高速率->全雙工/低速率->半雙工/高速率->半雙工/低速率的優(yōu)先次序,選擇優(yōu)先次序最高、且第二類(lèi)配置與對(duì)應(yīng)聚合接口相同的端口作為該組的參考端口;如果優(yōu)先次序也相同,則選擇端口號(hào)最小的端口作為參考端口。2. 確定成員端口的狀態(tài)靜態(tài)聚合組內(nèi)成員端口狀態(tài)的確定流程如圖 2所示。圖 2 靜態(tài)聚合組內(nèi)成員端口狀態(tài)的確定流程 靜態(tài)聚合組內(nèi)選中端口的最大數(shù)量與設(shè)備的型號(hào)有關(guān),請(qǐng)以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。當(dāng)一個(gè)成員端口的端口屬性類(lèi)配置或

10、第二類(lèi)配置改變時(shí),其所在靜態(tài)聚合組內(nèi)各成員端口的選中/非選中狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)靜態(tài)聚合組內(nèi)選中端口的數(shù)量已達(dá)到上限時(shí),后加入的成員端口即使?jié)M足成為選中端口的所有條件,也不會(huì)立刻成為選中端口。這樣能夠盡量維持當(dāng)前選中端口上的流量不中斷,但是由于設(shè)備重啟時(shí)會(huì)重新計(jì)算選中端口,因此可能導(dǎo)致設(shè)備重啟前、后各成員端口的選中/非選中狀態(tài)不一致。動(dòng)態(tài)聚合模式 本特性的支持情況與設(shè)備的型號(hào)有關(guān),請(qǐng)以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。在動(dòng)態(tài)聚合模式下,聚合組內(nèi)的成員端口上均啟用LACP協(xié)議,其端口狀態(tài)通過(guò)該協(xié)議自動(dòng)進(jìn)行維護(hù)。動(dòng)態(tài)聚合模式的工作機(jī)制如下:1. 選擇參考端口(1首先,從聚合鏈路的兩端選出設(shè)備ID(由系統(tǒng)的LA

11、CP優(yōu)先級(jí)和系統(tǒng)的MAC 地址共同構(gòu)成較小的一端:先比較兩端的系統(tǒng)LACP優(yōu)先級(jí),優(yōu)先級(jí)數(shù)值越小其設(shè)備ID越小;如果優(yōu)先級(jí)相同再比較其系統(tǒng)MAC地址,MAC地址越小其設(shè)備ID越小。(2其次,對(duì)于設(shè)備ID較小的一端,再比較其聚合組內(nèi)各成員端口的端口ID (由端口的聚合優(yōu)先級(jí)和端口的編號(hào)共同構(gòu)成:先比較端口的聚合優(yōu)先級(jí),優(yōu)先級(jí)數(shù)值越小其端口ID越小;如果優(yōu)先級(jí)相同再比較其端口號(hào),端口號(hào)越小其端口ID越小。端口ID最小的端口作為參考端口。2. 確定成員端口的狀態(tài)在設(shè)備ID較小的一端,動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)成員端口狀態(tài)的確定流程如圖 3所示。圖 3 動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)成員端口狀態(tài)的確定流程 與此同時(shí),設(shè)備ID較大的一

12、端也會(huì)隨著對(duì)端成員端口狀態(tài)的變化,隨時(shí)調(diào)整本端各成員端口的狀態(tài),以確保聚合鏈路兩端成員端口狀態(tài)的一致。 動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)選中端口的最大數(shù)量與設(shè)備的型號(hào)有關(guān),請(qǐng)以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。當(dāng)動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)同時(shí)存在全雙工端口和半雙工端口時(shí),全雙工端口將優(yōu)先成為選中端口;只有當(dāng)所有全雙工端口都無(wú)法成為選中端口,或動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)只有半雙工端口時(shí),才允許從半雙工端口中選出一個(gè)成為選中端口,且只有一個(gè)半雙工端口可成為選中端口。當(dāng)一個(gè)成員端口的端口屬性類(lèi)配置或第二類(lèi)配置改變時(shí),其所在動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)各成員端口的選中/非選中狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)本端端口的選中/非選中狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),其對(duì)端端口的選中/非選中狀態(tài)也將隨之改變。當(dāng)動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)選中端口的數(shù)量已達(dá)到上限時(shí),后加入的成員端口一旦滿足成為選中端口的所有條件,就會(huì)立刻取代已不滿足條件的端口成為選中端口。聚合負(fù)載分擔(dān)類(lèi)型通過(guò)采用不同的聚合負(fù)載分擔(dān)類(lèi)型及其組合,可以靈活地實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合組內(nèi)流量的負(fù)載分擔(dān)。聚合負(fù)載分擔(dān)的類(lèi)型包括以下幾種:根據(jù)報(bào)文的MAC地址進(jìn)行聚合負(fù)載分擔(dān)根據(jù)報(bào)文的VLAN標(biāo)簽進(jìn)行聚合負(fù)載分擔(dān)根據(jù)報(bào)文的服務(wù)端口號(hào)進(jìn)行聚合負(fù)載分擔(dān)根據(jù)報(bào)文的入端口進(jìn)行聚合負(fù)載分擔(dān)