淺談鏈路聚合

說起機場高速公路，大家都經(jīng)常通過它往返于機場，也經(jīng)常遇到堵車。實際上有的城市就會修第二機場高速，這時候相當(dāng)于去機場的高速行車道拓寬了，堵車現(xiàn)象從而得到緩解，即使其中一條高速公路堵車，提前獲知的司機也可以走另外一條高速公路。網(wǎng)絡(luò)中也有類似多條機場高速公路的方式——鏈路聚合。今天文檔君就來講講鏈路聚合。

什么是鏈路聚合？

鏈路聚合（Link Aggregation）是指將具有相同傳輸介質(zhì)類型、相同傳輸速率的物理鏈路段“捆綁”在一起，在邏輯上看起來好像是一條鏈路。鏈路聚合又稱中繼（Trunking），它允許交換機之間或交換機和服務(wù)器之間的對等的物理鏈路同時成倍地增加帶寬。鏈路聚合模式分為靜態(tài)聚合和動態(tài)聚合。

01、靜態(tài)聚合

靜態(tài)聚合也稱靜態(tài)Trunk（On模式），用戶需要手工配置聚合組號和端口成員，將多個物理端口直接加入聚合組，形成一個邏輯端口。

靜態(tài)聚合不運行LACP協(xié)議，由于無法檢測到鏈路對端端口的狀態(tài)，如果對端端口down，但只要本端端口up，仍然會往這個對端端口轉(zhuǎn)發(fā)流量，可能會造成部分業(yè)務(wù)中斷。

02、動態(tài)聚合

動態(tài)聚合運行基于IEEE802.3 ad的LACP協(xié)議。LACP（Link Aggregation Control Protocol）即鏈路聚合控制協(xié)議，是IEEE 802.3ad描述的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

LACP是一種實現(xiàn)鏈路動態(tài)匯聚的協(xié)議，簡單的說，將多個物理端口動態(tài)聚合到Trunk組，以提高帶寬和冗余性的協(xié)議。

LACP允許交換機之間通過報文進行協(xié)商，以確定哪些物理鏈路可以捆綁在一起，并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，如優(yōu)先級、活動狀態(tài)等。當(dāng)多個物理鏈路捆綁成一個邏輯鏈路后，它們將共享相同的IP地址和MAC地址，從而形成一個邏輯上的高速通道。

LACP是如何工作的？

01、LACP動態(tài)模式聚合組建立過程

LACP通過LACPDU（鏈路聚合控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元 Link Aggregation Control Protocol Data Unit ）與對端交互信息。開啟某端口的LACP協(xié)議后，LACPDU報文中包含設(shè)備的系統(tǒng)優(yōu)先級、MAC地址、接口優(yōu)先級、接口號和操作Key等信息，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較以選擇能夠匯聚的端口，雙方對端口加入或退出某個動態(tài)聚合組達成一致，確定承擔(dān)業(yè)務(wù)流量的鏈路。

兩端互相發(fā)送LACPDU報文在兩端設(shè)備創(chuàng)建鏈路聚合組，配置LACP模式，并配置成員接口。此時成員接口上便啟用了LACP協(xié)議，兩端互發(fā)LACPDU報文。LACPDU報文中包含設(shè)備的系統(tǒng)優(yōu)先級、MAC地址、接口優(yōu)先級、接口號和操作Key等信息。成員接口加入鏈路聚合組兩端設(shè)備均會收到對端發(fā)來的LACPDU報文。兩端查看并記錄對端信息，將這些信息與聚合組的其它成員接口所保存的信息比較，以選擇能夠加入的鏈路聚合組。確定聚合組活動接口根據(jù)接口優(yōu)先級來選擇鏈路聚合組中的活動接口，從這些活動鏈路中以負(fù)載分擔(dān)的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

02、LACP工作模式

LACP工作模式可分為主動模式和被動模式。

在主動模式下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主動發(fā)送LACPDU，并等待對端設(shè)備的回應(yīng)。如果對端設(shè)備也支持LACP，并且配置為被動模式，則會回應(yīng)LACPDU來建立鏈路聚合。在被動模式下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只接收LACPDU，并根據(jù)請求進行相應(yīng)的回應(yīng)。被動模式的設(shè)備通常不主動。

若動態(tài)聚合組成員端口LACP工作模式為被動模式，且對端也是，則兩端都不發(fā)送LACPDU。若雙方任意一端LACP的工作模式為主動模式，則成員端口間LACPDU可以交互。

03、LACP超時模式

LACP超時模式包括長超時和短超時。

長超時模式是慢速（30秒周期）發(fā)送LACPDU，且長超時為90秒超時。短超時模式是快速（1秒周期）發(fā)送LACPDU，且短超時為3秒超時。

默認(rèn)LACP的超時時間模式為長超時，即發(fā)送周期為30秒發(fā)送一個LACP協(xié)議報文，且超過90秒未收到對端LACP協(xié)議報文即判定協(xié)商失敗。

鏈路聚合帶來什么好處？

• 增加鏈路帶寬
• 鏈路聚合能夠增加網(wǎng)絡(luò)帶寬。鏈路聚合通過將多個物理端口聚合在一起形成一個邏輯上的接口，鏈路聚合接口的最大帶寬可以達到各成員接口帶寬之和；從而實現(xiàn)對等的物理鏈路同時成倍地增加帶寬。提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性鏈路聚合實現(xiàn)鏈路冗余備份。配置鏈路聚合的情況下，當(dāng)某條活動鏈路出現(xiàn)故障時，流量可以切換到其他可用的成員鏈路上，從而提高鏈路聚合接口的可靠性，實現(xiàn)鏈路的冗余。比如在跨槽位的鏈路聚合情況下，可以很好地避免單槽位故障引起的業(yè)務(wù)中斷。實現(xiàn)流量的負(fù)載分擔(dān)

在一個鏈路聚合組內(nèi)，流量可以基于一定的規(guī)則分擔(dān)到所有成員鏈路中，比如五元組包括源IP、目的IP等，從而實現(xiàn)出/入負(fù)荷在各成員鏈路上的負(fù)載分擔(dān)，減少單一鏈路壓力。

鏈路聚合有哪些使用場景？

01、固網(wǎng)家庭寬帶&園區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入場景

隨著固網(wǎng)業(yè)務(wù)包括家寬，IPTV等流量增加，OLT的接入帶寬壓力逐步增大，通過鏈路聚合可以實現(xiàn)快速和便利的寬帶成倍增加。另外園區(qū)網(wǎng)絡(luò)接入流量增加也存在一樣迅速增長情況，鏈路聚合也大量應(yīng)用于園區(qū)網(wǎng)絡(luò)交換機連接上。

02、移動承載接入場景

隨著5G業(yè)務(wù)比如數(shù)據(jù)，高清視頻業(yè)務(wù)的迅猛增長，移動承載網(wǎng)絡(luò)對大帶寬和高可靠性的要求也明顯提高，實際上鏈路聚合技術(shù)大量的部署在移動回傳IPRAN網(wǎng)絡(luò)，既實現(xiàn)10GE/100GE鏈路帶寬擴容，還保證鏈路冗余，實現(xiàn)高可靠性的業(yè)務(wù)保障。

03、BRAS網(wǎng)絡(luò)場景

BRAS是固網(wǎng)業(yè)務(wù)認(rèn)證鑒權(quán)的核心設(shè)備，無論是接入用戶流量增加，還是鏈路安全可靠性保障，都有非常高的要求。鏈路聚合在BRAS網(wǎng)絡(luò)的部署，具備帶寬擴容的靈活性，可以隨著接入用戶流量增加，增加鏈路聚合組成員，從而動態(tài)調(diào)整鏈路聚合鏈路的帶寬；同時通過鏈路聚合跨板捆綁，保障了每個單板數(shù)以萬計的用戶的可靠性。

04、數(shù)據(jù)中心場景

數(shù)據(jù)中心比如5G電信云網(wǎng)絡(luò)，對于移動業(yè)務(wù)來說是最核心和關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)，鏈路聚合的大量應(yīng)用，保證了移動業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)中心的帶寬擴容，鏈路可靠性，同時鏈路聚合的負(fù)荷分擔(dān)可以有效利用鏈路組的各個成員鏈路，保證了效率。

結(jié)語到這里，鏈路聚合的介紹就結(jié)束了，您是否已經(jīng)了解了呢？歡迎評論區(qū)留言討論。