以太網(wǎng)鏈路聚合技術(shù)介紹.docx

以太網(wǎng)鏈路聚合技術(shù)介紹目 錄以太網(wǎng)鏈路聚合. 1以太網(wǎng)鏈路聚合簡介. 1基本概念. 1靜態(tài)聚合模式. 4動(dòng)態(tài)聚合模式. 5聚合負(fù)載分擔(dān)類型. 7以太網(wǎng)鏈路聚合以太網(wǎng)鏈路聚合簡介以太網(wǎng)鏈路聚合簡稱鏈路聚合，它通過將多條以太網(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為聚合組，而這些被捆綁在一起的以太網(wǎng)接口就稱為該聚合組的成員端口。每個(gè)聚合組唯一對應(yīng)著一個(gè)邏輯接口，我們稱之為聚合接口。聚合組/聚合接口可以分為以下兩種類型：l 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，其對應(yīng)的聚合接口稱為二層聚合接口（Bridge-aggregation Interface，BAGG）。l 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，其對應(yīng)的聚合接口稱為三層聚合接口（Route-aggregation Interface，RAGG）。l 不同型號的設(shè)備支持的聚合組/聚合接口的類型不同，請以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。l 聚合組與聚合接口的編號是一一對應(yīng)的，譬如聚合組1對應(yīng)于聚合接口1。l 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（簡稱三層聚合子接口）。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。不同型號的設(shè)備對三層聚合子接口的支持情況不同，請以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。l 聚合接口的速率和雙工模式取決于對應(yīng)聚合組內(nèi)的選中端口（請參見“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)：l 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)的成員端口簡稱為“選中端口”。l 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)的成員端口簡稱為“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. 配置分類根據(jù)對成員端口狀態(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：(1) 端口屬性類配置：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) 第二類配置：包含的配置內(nèi)容如表 1所示。在聚合組中，只有與對應(yīng)聚合接口的第二類配置完全相同的成員端口才能夠成為選中端口。表 1 第二類配置的內(nèi)容配置項(xiàng)內(nèi)容端口隔離端口是否加入隔離組、端口所屬的端口隔離組QinQ配置端口的QinQ功能開啟/關(guān)閉狀態(tài)、VLAN Tag的TPID值、添加的外層VLAN Tag、內(nèi)外層VLAN優(yōu)先級映射關(guān)系、不同內(nèi)層VLAN ID添加外層VLAN Tag的策略、內(nèi)層VLAN ID替換關(guān)系VLAN配置端口上允許通過的VLAN、端口缺省VLAN ID、端口的鏈路類型（即Trunk、Hybrid、Access類型）、基于IP子網(wǎng)的VLAN配置、基于協(xié)議的VLAN配置、VLAN報(bào)文是否帶Tag配置MAC地址學(xué)習(xí)配置是否具有MAC地址學(xué)習(xí)功能、端口是否具有最大學(xué)習(xí)MAC地址個(gè)數(shù)的限制、MAC地址表滿后是否繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)l 在聚合接口上所作的第二類配置，將被自動(dòng)同步到對應(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。l 由于成員端口上第二類配置的改變可能導(dǎo)致其選中/非選中狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)而對業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，因此當(dāng)在成員端口上進(jìn)行此類配置時(shí)，系統(tǒng)將給出提示信息，由用戶來決定是否繼續(xù)執(zhí)行該配置。(3) 第一類配置：是相對于第二類配置而言的，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應(yīng)聚合接口的第一類配置存在不同，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，其端口屬性類配置和第二類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)備之間通過互發(fā)LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit，鏈路聚合控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元）來交互鏈路聚合的相關(guān)信息。(1) LACP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，如表 2所示。表 2 LACP協(xié)議的功能分類類別說明基本功能利用LACPDU的基本字段可以實(shí)現(xiàn)LACP協(xié)議的基本功能，基本字段包含以下信息：系統(tǒng)LACP優(yōu)先級、系統(tǒng)MAC地址、端口聚合優(yōu)先級、端口編號和操作Key。動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)的成員端口會(huì)自動(dòng)使能LACP協(xié)議，并通過發(fā)送LACPDU向?qū)Χ送ǜ姹径说纳鲜鲂畔ⅰ．?dāng)對端收到該LACPDU后，將其中的信息與本端其它成員端口收到的信息進(jìn)行比較，以選擇能夠處于選中狀態(tài)的成員端口，使雙方可以對各自接口的選中/非選中狀態(tài)達(dá)成一致，從而決定哪些鏈路可以加入聚合組以及某鏈路何時(shí)可以加入聚合組。擴(kuò)展功能通過對LACPDU的字段進(jìn)行擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn)對LACP協(xié)議的擴(kuò)展。譬如，通過在擴(kuò)展字段中定義一個(gè)新的TLV（Type/Length/Value，類型/長度/值）數(shù)據(jù)域，可以實(shí)現(xiàn)IRF（Intelligent Resilient Framework，智能彈性架構(gòu)）中的LACP MAD（Multi-Active Detection，多Active檢測）機(jī)制。對于支持LACP協(xié)議擴(kuò)展功能的設(shè)備來說：l 如果同時(shí)支持IRF，則該設(shè)備可以作為成員設(shè)備或中間設(shè)備來參與LACP MADl 如果不支持IRF，則該設(shè)備只能作為中間設(shè)備來參與LACP MAD(2) LACP優(yōu)先級根據(jù)作用的不同，可以將LACP優(yōu)先級分為系統(tǒng)LACP優(yōu)先級和端口聚合優(yōu)先級兩類，如表 3所示。表 3 LACP優(yōu)先級的分類類別說明比較標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)LACP優(yōu)先級系統(tǒng)LACP優(yōu)先級用于區(qū)分兩端設(shè)備優(yōu)先級的高低。要想使兩端設(shè)備的選中端口一致，可以使一端具有較高的優(yōu)先級，另一端則根據(jù)優(yōu)先級較高的一端來選擇本端的選中端口優(yōu)先級數(shù)值越小，優(yōu)先級越高端口聚合優(yōu)先級端口聚合優(yōu)先級用于區(qū)分各成員端口成為選中端口的優(yōu)先程度(3) LACP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自對端的LACPDU，則認(rèn)為對端成員端口已失效。LACP超時(shí)時(shí)間只有短超時(shí)（1秒）和長超時(shí)（30秒）兩種取值。7. 聚合模式不同型號的設(shè)備支持的聚合模式不同，請以設(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)聚合模式成員端口是否開啟LACP協(xié)議優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)靜態(tài)聚合模式否一旦配置好后，端口的選中/非選中狀態(tài)就不會(huì)受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響，比較穩(wěn)定不能根據(jù)對端的狀態(tài)調(diào)整端口的選中/非選中狀態(tài)，不夠靈活動(dòng)態(tài)聚合模式是能夠根據(jù)對端和本端的信息調(diào)整端口的選中/非選中狀態(tài)，比較靈活端口的選中/非選中狀態(tài)容易受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響，不夠穩(wěn)定處于靜態(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)、與對應(yīng)聚合接口的第二類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)通過手工進(jìn)行維護(hù)。靜態(tài)聚合模式的工作機(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，優(yōu)先級數(shù)值最小的端口作為參考端口；如果優(yōu)先級相同，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、且第二類配置與對應(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l 靜態(tài)聚合組內(nèi)選中端口的最大數(shù)量與設(shè)備的型號有關(guān)，請以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。l 當(dāng)一個(gè)成員端口的端口屬性類配置或第二類配置改變時(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。l 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)備的型號有關(guān)，請以設(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LACP優(yōu)先級和系統(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，優(yōu)先級數(shù)值越小其設(shè)備ID越??；如果優(yōu)先級相同再比較其系統(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)先級和端口的編號共同構(gòu)成）：先比較端口的聚合優(yōu)先級，優(yōu)先級數(shù)值越小其端口ID越小；如果優(yōu)先級相同再比較其端口號，端口號越小其端口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較大的一端也會(huì)隨著對端成員端口狀態(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。l 動(dòng)態(tài)聚合組內(nèi)選中端口的最大數(shù)量與設(shè)備的型號有關(guān)，請以設(shè)備的實(shí)際情況為準(zhǔn)。l 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。l 當(dāng)一個(gè)成員端口的端口屬性類配置或第二類配置改變時(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。l 當(dāng)本端端口的選中/非選中狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，其對端端口的選中/非選中狀態(tài)也將隨之改變。l 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)類型通過采用不同的聚合負(fù)載分擔(dān)類型及其組合，可以靈活地實(shí)現(xiàn)對聚合組內(nèi)流量的負(fù)載分擔(dān)。聚合負(fù)載分擔(dān)的類型包括以下幾種：l 根據(jù)報(bào)文的MAC地址進(jìn)行聚合負(fù)載分擔(dān)l 根據(jù)報(bào)文