鏈路聚合


一、鏈路聚合簡介
鏈路聚合(Link Aggregation),是指將多個物理端口捆綁在一起,成為一個邏輯端口,以實現出入流量在各成員端口中的負荷分擔,交換機根據用戶配置的端口負荷分擔策略決定報文從哪一個成員端口發送到對端的交換機。

當交換機檢測到其中一個成員端口的鏈路發生故障時,就停止在此端口上發送報文,並根據負荷分擔策略在剩下鏈路中重新計算報文發送的端口,故障端口恢復后再次重新計算報文發送端口。鏈路聚合在增加鏈路帶寬、實現鏈路傳輸彈性和冗余等方面是一項很重要的技術。

如果聚合的每個鏈路都遵循不同的物理路徑,則聚合鏈路也提供冗余和容錯。通過聚合調制解調器鏈路或者數字線路,鏈路聚合可用於改善對公共網絡的訪問。鏈路聚合也可用於企業網絡,以便在吉比特以太網交換機之間構建多吉比特的主干鏈路。

 

 

二、鏈路聚合原理
邏輯鏈路的帶寬增加了大約(n-1)倍,這里,n為聚合的路數。另外,聚合后,可靠性大大提高,因為,n條鏈路中只要有一條可以正常工作,則這個鏈路就可以工作。除此之外,鏈路聚合可以實現負載均衡。因為,通過鏈路聚合連接在一起的兩個(或多個)交換機(或其他網絡設備),通過內部控制,也可以合理地將數據分配在被聚合連接的設備上,實現負載分擔。

因為通信負載分布在多個鏈路上,所以鏈路聚合有時稱為負載平衡。但是負載平衡作為一種數據中心技術,利用該技術可以將來自客戶機的請求分布到兩個或更多的服務器上。 聚合有時被稱為反復用或IMUX。如果多路復用是將多個低速信道合成為一個單個的高速鏈路的聚合,那么反復用就是在多個鏈路上的數據“分散”。它允許以某種增量尺度配置分數帶寬,以滿足帶寬要求。鏈路聚合也稱為中繼。

按需帶寬或結合是指按需要添加線路以增加帶寬的能力。在該方案中,線路按帶寬的需求自動連接起來。聚合通常伴隨着ISDN連接。基本速率接口支持兩個64kbit/s的鏈路。一個可用於電話呼叫,而另一個可同時用於數據鏈路。可以結合這兩個鏈路以建立l28kbit/s的數據鏈路。

三、鏈路聚合優點
增加網絡帶寬:鏈路聚合可以將多個鏈路捆綁成為一個邏輯鏈路,捆綁后的鏈路帶寬是每個獨立鏈路的帶寬總和。
提高網絡連接的可靠性:鏈路聚合中的多個鏈路互為備份,當有一條鏈路斷開,流量會自動在剩下鏈路間重新分配。
負載分擔:在一個鏈路聚合組內,可以實現在各成員活動鏈路上的負載分擔。
四、鏈路聚合基本概念
1、鏈路聚合組和鏈路聚合接口
鏈路聚合組LAG(Link Aggregation Group)是指將若干條以太鏈路捆綁在一起所形成的邏輯鏈路。

每個聚合組唯一對應着一個邏輯接口,這個邏輯接口稱之為鏈路聚合接口或Eth-Trunk接口。鏈路聚合接口可以作為普通的以太網接口來使用,與普通以太網接口的差別在於:轉發的時候鏈路聚合組需要從成員接口中選擇一個或多個接口來進行數據轉發。

2、成員接口和成員鏈路
組成Eth-Trunk接口的各個物理接口稱為成員接口。成員接口對應的鏈路稱為成員鏈路。

活動接口和非活動接口、活動鏈路和非活動鏈路

鏈路聚合組的成員接口存在活動接口和非活動接口兩種。轉發數據的接口稱為活動接口,不轉發數據的接口稱為非活動接口。

活動接口對應的鏈路稱為活動鏈路,非活動接口對應的鏈路稱為非活動鏈路。

3、活動接口數上限閾值
設置活動接口數上限閾值的目的是在保證帶寬的情況下提高網絡的可靠性。當前活動鏈路數目達到上限閾值時,再向Eth-Trunk中添加成員接口,不會增加Eth-Trunk活動接口的數目,超過上限閾值的鏈路狀態將被置為Down,作為備份鏈路。

例如,有8條無故障鏈路在一個Eth-Trunk內,每條鏈路都能提供1G的帶寬,現在最多需要5G的帶寬,那么上限閾值就可以設為5或者更大的值。其他的鏈路就自動進入備份狀態以提高網絡的可靠性。

注:手工負載分擔模式鏈路聚合不支持活動接口數上限閾值的配置。

4、活動接口數下限閾值
設置活動接口數下限閾值是為了保證最小帶寬,當前活動鏈路數目小於下限閾值時,Eth-Trunk接口的狀態轉為Down。

例如,每條物理鏈路能提供1G的帶寬,現在最小需要2G的帶寬,那么活動接口數下限閾值必須要大於等於2。

5、鏈路聚合模式
鏈路聚合模式分為手工模式和LACP模式兩種

五、鏈路聚合工作方式
工作方式有兩種:手工負載分擔、LACP模式。兩種方式的對比:

維度 手工模式 LACP模式
定義 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議的參與。 Eth-Trunk的建立是基於LACP協議的,LACP為交換數據的設備提供一種標准的協商方式,以供系統根據自身配置自動形成聚合鏈路並啟動聚合鏈路收發數據。聚合鏈路形成以后,負責維護鏈路狀態。在聚合條件發生變化時,自動調整或解散鏈路聚合。
設備是否需要支持LACP協議 不需要 需要
數據轉發 一般情況下,所有鏈路都是活動鏈路。所有活動鏈路均參與數據轉發。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分擔流量。 一般情況下,部分鏈路是活動鏈路。所有活動鏈路均參與數據轉發。如果某條活動鏈路故障,鏈路聚合組自動在非活動鏈路中選擇一條鏈路作為活動鏈路,參與數據轉發的鏈路數目不變。
是否支持跨設備的鏈路聚合 不支持 支持
檢測故障 只能檢測到同一聚合組內的成員鏈路有斷路等有限故障,但是無法檢測到鏈路故障、鏈路錯連等故障。 不僅能夠檢測到同一聚合組內的成員鏈路有斷路等有限故障,還可以檢測到鏈路故障、鏈路錯連等故障


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