LACP學習筆記

1、LACP學習筆記一、LACP簡介1、LACP協(xié)議簡介基于 IEEE802.3ad 標準的LACPLink Aggregation Control Protocol，鏈路會聚控制協(xié)議是一種實現(xiàn)鏈路動態(tài)會聚與解會聚的協(xié)議。LACP 協(xié)議通過LACPDULinkAggregation Control Protocol Data Unit，鏈路會聚控制協(xié)議數據單元與對端交互信息。使能某端口的 LACP 協(xié)議后，該端口將通過發(fā)送LACPDU 向對端通告自己的系統(tǒng)優(yōu)先級、系統(tǒng)MAC、端口優(yōu)先級、端口號和操作Key。對端接收到這些信息后，將這些信息與其它端口所保存的信息比擬以選擇能夠會聚的端口，從而雙方可以

2、對端口參加或退出某個動態(tài)會聚組達成一致。2、LACP報文主要字段介紹：Actor_Port/Partner_Port：本端/對端接口信息。Actor_State/Partner_State：本端/對端狀態(tài)。Actor_System_Priority/Partner_System_Priority：本端/對端系統(tǒng)優(yōu)先級。Actor_System/Partner_System：本端/對端系統(tǒng)ID。Actor_Key/Partner_Key：本端/對端操作Key，各接口的該值相同才能夠聚合。Actor_Port_Priority/Partner_Port_Priority：本端/對端接口優(yōu)先級。二、

3、鏈路聚合的分類1、 手工負載分擔模式鏈路聚合1手工會聚概述手工負載分擔模式是一種最根本的鏈路聚合方式，在該模式下，Eth-Trunk 接口的建立，成員接口的參加完全由手工來配置，沒有鏈路聚合控制協(xié)議的參與。該模式下所有成員接口selected都參與數據的轉發(fā)，分擔負載流量，因此稱為手工負載分擔模式。手工會聚端口的 LACP 協(xié)議為關閉狀態(tài)，禁止用戶使能手工會聚端口的LACP 協(xié)議。2 手工會聚組中的端口狀態(tài)在手工會聚組中，端口可能處于兩種狀態(tài)：Selected 或Standby。處于Selected 狀態(tài)且端口號最小的端口為會聚組的主端口，其他處于Selected 狀態(tài)的端口為會聚組的成員端口

4、。由于設備所能支持的會聚組中的最大端口數有限制，如果處于Selected 狀態(tài)的端口數超過設備所能支持的會聚組中的最大端口數，系統(tǒng)將按照端口號從小到大的順序選擇一些端口為Selected 端口，其他那么為Standby 端口。3手工會聚對端口配置的要求一般情況下，手工會聚對會聚前的端口速率和雙工模式不作限制。但對于以下情況，系統(tǒng)會作特殊處理：對于初始就處于 DOWN 狀態(tài)的端口，在會聚時對端口的速率和雙工模式沒有限制；對于曾經處于 UP 狀態(tài)，并協(xié)商或強制指定過端口速率和雙工模式，而當前處于DOWN 狀態(tài)的端口，在會聚時要求速率和雙工模式一致；對于一個會聚組，當會聚組中某個端口的速率和雙工模式

5、發(fā)生改變時，系統(tǒng)不進行解會聚，會聚組中的端口也都處于正常工作狀態(tài)。但如果是主端口出現(xiàn)速率降低和雙工模式變化，那么該端口的轉發(fā)可能出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。2、 LACP 協(xié)議鏈路聚合LACPLink Aggregation Control Protocol鏈路聚合包含兩種類型：1 靜態(tài) LACP 模式鏈路聚合a靜態(tài) LACP 模式鏈路聚合簡介靜態(tài) LACP 模式下，Eth-Trunk 接口的建立，成員接口的參加，都是由手工配置完成的。但與手工負載分擔模式鏈路聚合不同的是，該模式下LACP 協(xié)議報文參與活動接口的選擇。也就是說，當把一組接口參加Eth-Trunk 接口后，這些成員接口中哪些接口作為活動接口，

6、哪些接口作為非活動接口還需要經過LACP 協(xié)議報文的協(xié)商確定。靜態(tài)會聚端口的 LACP 協(xié)議為使能狀態(tài)，當一個靜態(tài)會聚組被刪除時，其成員端口將形成一個或多個動態(tài)LACP 會聚，并保持LACP 使能。禁止用戶關閉靜態(tài)會聚端口的LACP 協(xié)議。b靜態(tài)會聚組中的端口狀態(tài)在靜態(tài)會聚組中，端口可能處于兩種狀態(tài)：Selected 或Standby。Selected 端口和Standby 端口都能收發(fā)LACP 協(xié)議，但Standby 端口不能轉發(fā)用戶報文。說明：在一個會聚組中，處于Selected 狀態(tài)且端口號最小的端口為會聚組的主端口，其他處于Selected 狀態(tài)的端口為會聚組的成員端口。在靜態(tài)會聚組中

7、，系統(tǒng)按照以下原那么設置端口處于 Selected 或者Standby 狀態(tài)：系統(tǒng)按照端口全雙工/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)先次序最高的端口處于Selected 狀態(tài)，其他端口那么處于Standby 狀態(tài)。與處于 Selected 狀態(tài)的最小端口所連接的對端設備不同，或者連接的是同一個對端設備但端口在不同的會聚組內的端口將處于Standby 狀態(tài)。端口因存在硬件限制如不能跨板會聚無法會聚在一起，而無法與處于Selected 狀態(tài)的最小端口會聚的端口將處于Standby 狀態(tài)。與處于 Selected 狀態(tài)的最小端口的根本配置不同的端口將處于Stan

8、dby 狀態(tài)。由于設備所能支持的會聚組中的 Selected 端口數有限制，如果當前的成員端口數超過了設備所能支持的最大Selected 端口數，系統(tǒng)將按照端口號從小到大的順序選擇一些端口為Selected 端口，其他那么為Standby 端口。2 動態(tài) LACP 模式鏈路聚合a動態(tài) LACP 模式鏈路聚合簡介動態(tài) LACP 模式下，Eth-Trunk 接口的建立，成員接口的參加，活動接口的選擇完全由LACP 協(xié)議通過協(xié)商完成。這就意味著啟用了動態(tài)LACP 協(xié)議的兩臺直連設備上，不需要創(chuàng)立Eth-Trunk 接口，也不需要指定哪些接口作為聚合組成員接口，兩臺設備會通過LACP 協(xié)商自動完成鏈路

9、的聚合操作。動態(tài) LACP 會聚是一種系統(tǒng)自動創(chuàng)立/刪除的會聚，不允許用戶增加或刪除動態(tài)LACP 會聚中的成員端口。只有速率和雙工屬性相同、連接到同一個設備、有相同根本配置的端口才能被動態(tài)會聚在一起。即使只有一個端口也可以創(chuàng)立動態(tài)會聚，此時為單端口會聚。動態(tài)會聚中，端口的LACP 協(xié)議處于使能狀態(tài)。b動態(tài)會聚組中的端口狀態(tài)在動態(tài)會聚組中，端口可能處于兩種狀態(tài)：Selected 或Standby。Selected 端口和Standby 端口都能收發(fā)LACP 協(xié)議，但Standby 端口不能轉發(fā)用戶報文。由于設備所能支持的會聚組中的最大端口數有限制，如果當前的成員端口數量超過了最大端口數的限制，那

10、么本端系統(tǒng)和對端系統(tǒng)會進行協(xié)商，根據設備ID 優(yōu)的一端的端口ID 的大小，來決定端口的狀態(tài)。具體協(xié)商步驟如下：比擬設備 ID系統(tǒng)優(yōu)先級+系統(tǒng)MAC 地址。先比擬系統(tǒng)優(yōu)先級，如果相同再比擬系統(tǒng)MAC 地址。設備ID 小的一端被認為優(yōu)。比擬端口 ID端口優(yōu)先級+端口號。對于設備ID 優(yōu)的一端的各個端口，首先比擬端口優(yōu)先級，如果優(yōu)先級相同再比擬端口號。端口ID 小的端口為Selected 端口，剩余端口為Standby 端口。在一個會聚組中，處于Selected 狀態(tài)且端口號最小的端口為會聚組的主端口，其他處于Selected 狀態(tài)的端口為會聚組的成員端口。說明：與手工會聚組不同的是，在靜態(tài)會聚組和

11、動態(tài)會聚組中，處于 DOWN 的端口為Standby 狀態(tài)。三、LACP實現(xiàn)原理1、手工會聚原理手工負載分擔模式鏈路聚合是應用比擬廣泛的一種鏈路聚合，大多數運營級網絡設備均支持該特性，當需要在兩個直連設備間提供一個較大的鏈路帶寬而對端設備又不支持LACP 協(xié)議時，可以使用手工負載分擔模式說明：手工負載分擔模式的Eth-Trunk 接口可以聚合不同單板、不同雙工模式的成員接口。2、靜態(tài)會聚原理a根本概念靜態(tài)LACP 模式鏈路聚合是一種利用LACP 協(xié)議進行參數協(xié)商選取活動鏈路的聚合模式。該模式由LACP 協(xié)議確定聚合組中的活動和非活動鏈路，又稱為MN 模式，即M 條活動鏈路與N 條備份鏈路的模式

12、。這種模式提供了更高的鏈路可靠性，并且可以在M 條鏈路中實現(xiàn)不同方式的負載均衡。M:N 模式的Eth-Trunk 接口中M 和N 的值可以通過配置活動接口數上限閾值來確定。b系統(tǒng) LACP 優(yōu)先級靜態(tài)LACP 模式下，兩端設備所選擇的活動接口必須保持一致，否那么鏈路聚合組就無法建立。而要想使兩端活動接口保持一致，可以使其中一端具有更高的優(yōu)先級，另一端根據高優(yōu)先級的一端來選擇活動接口即可。系統(tǒng)LACP 優(yōu)先級就是為了區(qū)分兩端優(yōu)先級的上下而配置的參數。系統(tǒng) LACP 優(yōu)先級值越小優(yōu)先級越高，缺省系統(tǒng)LACP 優(yōu)先級值為32768。c接口 LACP 優(yōu)先級接口LACP 優(yōu)先級是為了區(qū)別不同接口被選為

13、活動接口的優(yōu)先程度。接口LACP 優(yōu)先級值越小，優(yōu)先級越高。缺省情況下，接口LACP 優(yōu)先級為32768。d靜態(tài)模式Eth-Trunk 接口建立過程靜態(tài)模式Eth-Trunk 接口建立過程如下所示： 兩端互相發(fā)送 LACPDU 報文。 兩端設備根據系統(tǒng) LACP 優(yōu)先級確定主動端。 兩端設備根據接口LACP 優(yōu)先級確定活動接口，最終以主動端設備的活動接口確定兩端的活動接口。e) 互發(fā) LACPDU 報文在兩端設備CX-A 和CX-B 上創(chuàng)立Eth-Trunk 接口并配置為靜態(tài)LACP 模式，然后向Eth-Trunk 接口中手工參加成員接口。此時成員接口上便啟用了LACP 協(xié)議，兩端互相發(fā)出LA

14、CPDU 報文，如下列圖所示。f確定主動端Eth-Trunk 兩端設備均會收到對端發(fā)來的LACP 報文，根據報文中的優(yōu)先級字段，確認活動接口。優(yōu)先級字段的值越小，優(yōu)先級越高。如下列圖所示，當CX-B 收到CX-A 發(fā)送LACP 報文時，CX-B 會查看并記錄對端信息，并且比擬系統(tǒng)優(yōu)先級字段。CX-A 的系統(tǒng)優(yōu)先級為10，高于CX-B 的系統(tǒng)優(yōu)先級，所以選擇CX-A 為主動端。此時CX-B 將按照CX-A 的接口優(yōu)先級選擇活動接口。如果 Eth-Trunk 鏈路兩端設備的系統(tǒng)優(yōu)先級一致，系統(tǒng)將選擇系統(tǒng)ID 字段較小的作為主動端。系統(tǒng)ID 由設備的MAC 地址產生。g選擇活動接口選出主動端后，兩端

15、都會以主動端的接口優(yōu)先級來選擇活動接口。如上圖所示，CX-A 為主動端，CX-A 的接口GE1/0/1、GE1/0/2 的優(yōu)先級高于接口GE2/0/1，此時接口GE1/0/1、GE1/0/2 被選為活動接口，組成LACP 聚合組，以負載分擔的方式轉發(fā)數據。2、靜態(tài)會聚原理動態(tài)會聚和靜態(tài)會聚原理類似，只是動態(tài)會聚中所有端口都是通過協(xié)議確定，而不是像靜態(tài)會聚通過協(xié)議在指定端口中確定會聚相關端口。四、實現(xiàn)細節(jié)1、鏈路聚合控制的相關參數aLACP協(xié)議如何唯一的標識聚合組：系統(tǒng)IDSystem ID ，由“系統(tǒng)優(yōu)先級+系統(tǒng)MAC地址組成，其中，之所以要有“系統(tǒng)優(yōu)先級，是因為LACP協(xié)議中，鏈路聚合兩端設

16、備扮演不同角色，有了“系統(tǒng)優(yōu)先級，管理員可以通過配置干預角色選舉。b端口IDPort ID：對于參與鏈路聚合的各個端口，也需要在設備內部唯一標識，端口ID由“端口優(yōu)先級+端口號組成，之所以需要“端口優(yōu)先級，也是因為涉及端口的不同角色選舉cAggregator ID：在一個設備上，能進行多組聚合，即有多個Aggregator，為了區(qū)分這些Aggregator，給每個Aggregator分配了一個聚合IDAggregator ID，為一個16位整數2、端口key聚合端口中有兩種key：一種是操作key，一種是管理key。操作key是為形成聚合當前使用的key，管理key是允許管理者對key值進行操

17、作的key。3、 操作key在動態(tài)LACP聚合中，只有操作KEY相同的端口才能屬于同一個聚合組，你可以認為操作KEY相同的端口，其屬性相同。在手工聚合和靜態(tài)LACP聚合中，雖然同一個聚合組中的端口的操作KEY不一定相同因端口由管理員手工參加，但是Selected端口的操作KEY一定相同。操作Key 是在端口會聚時，系統(tǒng)根據端口的配置即速率、雙工、根本配置、管理Key生成的一個配置組合。(1) 對于手工會聚組和靜態(tài)會聚組，Selected 的端口有相同的操作Key。(2) 靜態(tài)會聚端口在使能LACP 后，端口的管理Key 與會聚組ID 相同。(3) 動態(tài)會聚端口在使能LACP 協(xié)議后，其管理Ke

18、y 缺省為零。(4) 對于動態(tài)會聚組，同組成員一定有相同的操作Key。4、六要素a四個要素：一個聚合組來說，如果需要進行唯一標識的話，需要包含四個元素：本端系統(tǒng)ID、本端操作KEY、對端系統(tǒng)ID、對端操作KEYb兩個要素：系統(tǒng)中并不是所有聚合組都包含多個鏈路，為了區(qū)分只包含單個鏈路的聚合組的情況，還需要額外加上兩個元素：本端端口ID和對端端口ID。c結論：這六個元素唯一確定了一個聚合組，稱為聚合組 IDLink Aggregation Group ID，LAG ID。如果一個聚合組中包含多個鏈路，那么LAG ID中，本端端口ID和對端端口ID為0，相當于只用四元組就可以刻畫包含多個鏈路的聚合組

19、。5、端口類型：aSelectet和Unselected：參與流量轉發(fā)的端口稱為Selected端口，否那么稱為Unselected端口b主端口master端口處于Selected狀態(tài)且端口號最小的端口稱為主端口Master Port，可以形象的認為，聚合組中的所有端口被會聚到了主端口，主端口在邏輯上代表了整個聚合組，對于GVRP/GMRP、STP/RSTP/MSTP等二層協(xié)議，都只從主端口發(fā)送，其他數據報文那么在各個Selected端口間分擔。c補充：由于Selected與Unselected端口在實際狀態(tài)下的選取受到硬件的影響，所以不同廠家產品的具體表現(xiàn)形式可能有差異5、LACP綁定端口判斷將一個端口綁定到Aggregator的關鍵依據是 LAG ID，判斷方法是：(1)Aggregator的操作KEY和端口的操作KEY相同。(2)已經綁定到這個Aggregator的其他端口和這個端口有相同的鏈路LAG ID，即與Aggregator關聯(lián)的LAG ID必須和端口的LAG ID相同。(3) “LAG ID那么