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网络小白入门之路之以太网链路聚合 ---尚文网络奎哥

2023-05-16

随着业务的发展和园区网络规模的不断扩大，用户对于网络的带宽、可靠性要求越来越高。传统解决方案通过升级设备方式提高网络带宽，同时通过部署冗余链路并辅以STP（Spanning Tree Protocol，生成树协议）协议实现高可靠。传统解决方案存在灵活度低、故障恢复时间长、配置复杂等缺点。

链路聚合基本术语/概念

聚合组（Link Aggregation Group，LAG）：若干条链路捆绑在一起所形成的的逻辑链路。每个聚合组唯一对应着一个逻辑接口，这个逻辑接口又被称为链路聚合接口或Eth-Trunk接口。
成员接口和成员链路：组成Eth-Trunk接口的各个物理接口称为成员接口。成员接口对应的链路称为成员链路。
活动接口和活动链路：活动接口又叫选中（Selected）接口，是参与数据转发的成员接口。活动接口对应的链路被称为活动链路（Active link）
非活动接口和非活动链路：又叫非选中（Unselected）接口，是不参与转发数据的成员接口。非活动接口对应的链路被称为非活动链路（Inactive link）。
聚合模式 ：根据是否开启LACP（Link Aggregation Control Protocol，链路聚合控制协议），链路聚合可以分为手工模式和LACP模式。
其他概念：活动接口上限阈值和活动接口下限阈值。

手工模式链路聚合:

手工模式： Eth-Trunk的建立、成员接口的加入均由手动配置，双方系统之间不使用LACP进行协商。
正常情况下所有链路都是活动链路，该模式下所有活动链路都参与数据的转发，平均分担流量，如果某条活动链路故障，链路聚合组自动在剩余的活动链路中平均分担流量。
当聚合的两端设备中存在一个不支持LACP协议时，可以使用手工模式。
手工模式缺陷：
为了使链路聚合接口正常工作，必须保证本端链路聚合接口中所有成员接口的对端接口：
属于同一设备
加入同一链路聚合接口
手工模式下，设备间没有报文交互，因此只能通过管理员人工确认。

LACP模式链路聚合

LACP模式：采用LACP协议的一种链路聚合模式。设备间通过链路聚合控制协议数据单元（Link Aggregation Control Protocol Data Unit，LACPDU）进行交互，通过协议协商确保对端是同一台设备、同一个聚合接口的成员接口。
LACPDU报文中包含设备优先级、MAC地址、接口优先级、接口号等。
LACP模式下，两端设备所选择的活动接口数目必须保持一致，否则链路聚合组就无法建立。此时可以使其中一端成为主动端，另一端（被动端）根据主动端选择活动接口。
通过系统LACP优先级确定主动端，值越小优先级越高。
在这里插入图片描述选出主动端后，两端都会以主动端的接口优先级来选择活动接口，优先级高的接口将优先被选为活动接口。接口LACP优先级值越小，优先级越高。
在这里插入图片描述LACP模式支持配置最大活动接口数目，当成员接口数目超过最大活动接口数目时会通过比较接口优先级、接口号选举出较优的接口成为活动接口，其余的则成为备份端口（非活动接口），同时对应的链路分别成为活动链路、非活动链路。交换机只会从活动接口中发送、接收报文。
在这里插入图片描述当活动链路中出现链路故障时，可以从非活动链路中找出一条优先级最高（接口优先级、接口编号比较）的链路替换故障链路，实现总体带宽不发生变化、业务的不间断转发。
活动链路选举：
在这里插入图片描述SW1、SW2配置LACP模式的链路聚合,将四个接口加入Eth-Trunk中，接口编号分别为1、2、3、4。SW1、SW2配置Eth-Trunk最大活动接口数目为2，其余配置保持默认（系统优先级、接口优先级）。
SW1、SW2分别从成员接口1、2、3、4对外发送LACPDU。
SW1、SW2收到对端发送的LACPDU，比较系统优先级，都为默认的32768，继续比较MAC地址，SW1 MAC：4c1f-cc58-6d64，SW2 MAC：4c1f-cc58-6d65，SW1拥有更小的MAC地址，优选成为LACP选举的主动端。

负载分担

在这里插入图片描述Eth-trunk支持基于报文的IP地址或MAC地址来进行负载分担，可以配置不同的模式（本地有效，对出方向报文生效）将数据流分担到不同的成员接口上。
常见的模式有：源IP、源MAC、目的IP、目的MAC、源目IP、源目MAC。
实际业务中用户需要根据业务流量特征选择配置合适的负载分担方式。业务流量中某种参数变化越频繁，选择与此参数相关的负载分担方式就越容易实现负载均衡。
在这里插入图片描述如果报文的IP地址变化较频繁，那么选择基于源IP、目的IP或者源目IP的负载分担模式更有利于流量在各物理链路间合理的负载分担；
如果报文的MAC地址变化较频繁，IP地址比较固定，那么选择基于源MAC、目的MAC或源目MAC的负载分担模式更有利于流量在各物理链路间合理的负载分担。
如果负载分担模式选择的和实际业务特征不相符，可能会导致流量分担不均，部分成员链路负载很高，其余的成员链路却很空闲，如在报文源目IP变化频繁但是源目MAC固定的场景下选择源目MAC模式，那将会导致所有流量都分担在一条成员链路上。

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