以太网链路聚合与交换机堆叠,集群

以太网链路聚合与交换机堆叠,集群

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。

本章将介绍通过链路聚合技术与堆叠、集群技术实现网络带宽提升与高可靠性保障。

8.1.1 网络可靠性需求

随着网络的快速普及和应用的日益深入,各种增值业务得到了广泛部署,网络中断可能导致大量业务异常、造成重大经济损失。因此,作为承载业务主体的基础网络,其可靠性成为备受关注的焦点。

网络可靠性是指当设备或链路出现单点或多点故障时保障网络服务不中断的能力

网络的可靠性可以从单板、设备、链路多个层面实现。

分别指 设备中的某个部件可以备份设备可以备份连接设备的链路可以备份

但是备份会造成资源的浪费,我们希望既能提供网络可靠性,也能充分利用资源

这就要用到链路聚合技术

8.2.1 链路聚合基本原理

设备之间存在多条链路时,由于STP的存在,实际只会有一条链路转发流量,设备间链路带宽无法得到提升。链路聚合,通过将多个物理接口捆绑成为一个逻辑接口,可以在不进行硬件升级的条件下,达到增加链路带宽的目的。

以太网链路聚合 Eth-Trunk: 简称链路聚合,通过将多个物理接口捆绑成一个逻辑接口,可以在不升级硬件的情况下增加带宽。

链路聚合基本概念/术语
  • 聚合组 LAG
  • 成员接口和成员链路
  • 活动接口和活动链路
  • 非活动接口和非活动链路
  • 聚合模式 : 手工模式和LACP模式
  • 其他概念 : 活动接口上限阙值和活动接口下限阙值

通过把交换机上的接口添加进链路聚合组来实现对链路进行捆绑增加带宽

8.2.2 链路聚合手工模式

手工模式应用场景 :设备老旧,低端。不支持LACP协议

手工模式下 所有聚合组的创建以及接口的添加都需要手工完成,且添加的接口即为活动接口

缺陷 :

  • 为了使聚合接口正常工作,必须保证本端链路聚合组中所有接口的对端接口
    • 属于同一设备
    • 接入同一链路聚合接口组
  • 手工模式下没有报文交互 ,因此只能通过管理员人工确认

8.2.3 链路聚合LACP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,叫做链路聚合LACP模式。

系统优先级
  • LACP模式下两端设备所选择的活动接口数必须保持一致,否则链路聚合组就无法建立。此时可以时一端成为主动端,另一端根据主动端选择活动接口
  • 通过LACP系统优先级确定主动端,值越小优先级越高,优先级一样时MAC地址越小越优先。
  • 默认优先级为32768
接口优先级
  • 选出主动端后,主动端都会以接口优先级来选择活动端口。LACP接口优先级值越小,优先级越高,优先级高的接口优先成为活动接口,优先级一样,端口编号越小越优。
  • 与主动端活动接口相连的被动段接口成为被动端活动接口(通过LACPDU通信)。
最大活动端口数
  • LACP模式支持配置最大活动端口数,当成员接口数大于最大活动端口数时,一部分接口将成为非活动端口,做备份。
  • 当活动链路发生故障时,从非活动端口中选出优先级最高的端口替换故障端口,实现总体带宽不变,服务不间断。
负载分担
  • 基于数据包的负载分担

    • 包会均衡给每个链路
  • 基于数据流的负载分担

    • 同一个流只能在一个链路上传输,不同流可以在不同链路传输。

    数据流是指数据从起点到终点的 源和目的MAC , IP ,端口 ,以及协议号都一样的数据的集合。一个数据流可能有多个数据包

8.3.1 堆叠,集群概述

多台支持堆叠特性的交换机通过堆叠线缆连接在一起,从逻辑上变成一台交换设备,作为一个整体参与数据转发,称为堆叠。将两台支持集群特性的交换机设备组合在一起,从逻辑上组合成一台交换设备,称为集群。本节课我们学习集群的特点及应用场景。

前面的链路聚合可以保证链路的可靠性,接下来介绍的堆叠和集群将能够保证设备的可靠性。

集群只支持两台设备

优点 :

  • 简化运维,方便管理
  • 一台物理设备故障,其他设备可以接管流量

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