2023-HCIA-Datacom保姆级学习笔记(十):以太网链路聚合

一、专业术语

eth-trunk 以太网链路聚合

LACP(Link Aggregation Control Protocol)-链路聚合控制协议

LACPDU(Link Aggregation Control Protocol Data Unit)-链路聚合控制协议数据单元

系统优先级-32768

接口优先级-32768

二、基本原理

1.技术背景

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,以太网链路聚合Eth-Trunk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

2.基本术语

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(Activelink)

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(Inactivelink)。

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。

3.应用场景

交换机之间:为保证交换机之间的链路带宽以及可靠性,可以在交换机之间部署多条物理链路并使用Eth-Trunk

交换机与服务器之间:为了提高服务器的接入带宽和可靠性,将两个或者更多的物理网卡聚合成一个网卡组,与交换机建立链路聚合

交换机与堆叠系统:堆叠系统使得两台交换机成为一台逻辑上的设备,交换机与堆叠系统通过链路聚合互联可以组建高可靠、无环的网络

防火墙双机热备心跳线:防火墙双机热备组网中使用心跳线来检测对端设备的状态,为防止单端口、单链路故障导致的状态监测错误可以部署Eth-Trunk,使用Eth-Trunk作为检测状态的心跳线

三、手工模式

1.原理

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

2.局限性

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

手动模式下,设备只能通过物理层状态判断对端接口是否正常工作

四、LACP模式

1.概述

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 AggregationControl 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

2.基础术语

系统优先级:默认32768,越小越优,通常保持默认。当优先级一致时LACP会通过比较MAC地址选择主动端,MAC地址越小越优

接口优先级:默认为32768,越小越优,通常保持默认,当优先级一致时LACP会通过接口编号选择活动接口,越小越优

最大活动接口数:

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。

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。

3.活动链路选举

1)SW1、SW2配置LACP模式的链路聚合。两端都设置最大活跃接口数为2。

2)通过LACPDU选举出优先级较高的交换机SW1,作为LACP协商过程的主动端。

3)SW1在本端通过比较接口优先级、接口编号选举出活动接口,其中1、2号接口在相同的接口优先级下拥有更小的接口编号,成为活动接口。

4)SW1通过LACPDU将本端活动端口选举结果告知对端。

5)SW2依据SW1的选举结果,明确本端的活动接口,同时对应的链路成为活动链路。

五、负载分担模式

-基于包

在使用Eth-Trunk转发数据时,由于聚合组两端设备之间有多条物理链路,如果每个数据帧在不同的链路上转发,则有可能导致数据帧到达对端时间不一致,从而引起数据乱序

-基于流

Eth-Trunk推荐采用逐流负载分担的方式,即一条相同的流负载到一条链路,这样既保证了同一数据流的数据帧在同一条物理链路转发,又实现了流量在聚合组内各物理链路上的负载分担

-负载分担算法的选择

常见的模式:源IP、源MAC、目的IP、目的MAC、源目IP、源目MAC

1)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;

2)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。

注意: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

六、配置

1.基础配置命令

1.创建链路聚合组.

[Huaweil]interface eth-trunk trunk-id

创建Eth-Trunk接口,并进入Eth-Trunk接口视图。

2.配置链路聚合模式

[Huawei- Eth-Trunk1]mode {lacp /manual load-balance}

Mode lacp配置链路聚合模式为lacp模式,mode manualload-balance配置链路聚合模式为手工模式。

注意:需要保持两端链路聚合模式一致

3.将接口加入链路聚合组中(以太网接口视图)

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk trunk-id

在接口视图下,把接口加入到Eth-Trunk中。

4.将接口加入链路聚合组中(Eth-Trunk视图)

[Huawei-Eth-Trunk1]trunkport interface -type {interface-number}

在Eth-Trunk视图中将接口加入到链路聚合组中。3、4两种方式都可以将接口加入到链路聚合组中。

5.使能允许不同速率端加入同一Eth-Trunk接口的功能

[Huawei-Eth-Trunk1]mixed-rate link enable

缺省情况下,设备未使能允许不同速率端口加入同一Eth-Trunk接口的功能,只能相同速率的接口加入到同一个Eth-Trunk接口中。

6.配置系统LACP优先级

[Huawei] lacp priority priority.

系统LACP优先级值越小优先级越高,缺省情况下,系统L ACP优先级为32768。

7.配置接口LACP优先级

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]lacp priority priority

在接口视图下配置接口LACP优先级。缺省情况下,接口的LACP优先级是32768。接口优先级取值越小,接口的LACP优先级越高。

只有在接口已经加入到链路聚合中才可以配置该命令。

8.配置最大活动接口数

[Huawei-Eth-Trunk1]max active-linknumber {number}

配置时需注意保持本端和对端的最大活动接口数一致,只有LACP模式支持配置最大活动接口数。

9.配置最小活动接口数

[Huawei-Eth-Trunk1]least active-linknumber {number}

本端和对端设备的活动接口数下限阈值可以不同,手动模式、LACP模式都支持配置最小活动接口数。

配置最小活动接口数目的是为了保证最小带宽,当前活动链路数目小于下限阈值时,Eth-Trunk接口的状态转为Down。

2.配置示例

-手工模式

需求

SW1、SW2都连接着VLAN10、VLAN20的网络。SW1和SW2之间通过两根以太网链路互联,为了提供链路冗余以及保证传输可靠性,在SW1、SW2之间配置手工模式的链路聚合。

拓扑图

配置步骤

#SW 1

[SW1] interfaceeth-trunk 1

[SW1-Eth-Trunk1] trunkportgigabitethernet 0/0/1 to 0/0/2

[SW1-Eth-Trunk1] portlink-type trunk

[SW1-Eth-Trunk1] porttrunk allow-pass vlan 10 20

#SW2

[SW2] interfaceeth-trunk 1

[SW2-Eth-Trunk1] trunkportgigabitethernet 0/0/1 to 0/0/2

[SW2-Eth-Trunk1] portlink-type trunk

[SW2-Eth-Trunk1] porttrunk allow-pass vlan 10 20

-LACP模式

需求

SW1、SW2都连接着VLAN10、VLAN20的网络。SW1和SW2之间通过三根以太网链路互联,为了提供链路冗余以及保证传输可靠性,在SW1、SW2之间配置LACP模式的链路聚合,并且手动调整优先级让SW1成为主动端,并配置最大活跃端口为2,另外一条链路作为备份

拓扑

配置步骤

#SW1

[SW1] interfaceeth-trunk 1

[SW1-Eth-Trunk1] modelacp

[SW1-Eth-Trunk1] maxactive-linknumber 2

[SW1-Eth-Trunk1] trunkportgigabitethernet 0/0/1 to 0/0/3

[SW1-Eth-Trunk1] portlink-type trunk

[SW1-Eth-Trunk1] porttrunk allow-pass vlan 10 20

[SW1-Eth-Trunk1] quit

[SW1] lacp priority 30000

#SW2

[SW2] interface eth-trunk 1

[SW2-Eth-Trunk1] mode lacp

[SW2-Eth-Trunk1] maxactive-linknumber 2

[SW2-Eth-Trunk1] trunkportgigabitethernet 0/0/1 to 0/0/3

[SW2-Eth-Trunk1] portlink-type trunk

[SW2-Eth-Trunk1] porttrunk allow-pass vlan 10 20

[SW2-Eth-Trunk1] quit

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