網絡工程師必懂-鏈路聚合的作用和應用場景

本章要介紹的叫做鏈路聚合,華為裡面叫做Eth-Trunk,在介紹鏈路聚合之前呢,我們首先來看一它的應用場景

鏈路聚合的產生

網絡工程師必懂-鏈路聚合的作用和應用場景

在大型的網絡中採用分層劃的網絡結構,所有設備的流量在轉發到其他網絡前都會匯聚到核心層,再由核心區設備轉發到其他網絡,或者轉發到外網。因此,在核心層設備負責數據的高速交換時,容易發生擁塞。在核心層部署鏈路聚合,可以提升整個網絡的數據吞吐量,解決擁塞問題。


補充:

接入層將終端設備,如pc、無線ap、打印機、等連接到網絡

分佈層最主要是對接入層做匯聚使用,在匯聚層的時候會將接入層的廣播域進行隔離。

核心層上面一般會用來連接外網,是整個網絡的流量的匯聚點,流量的高速轉發核心。

聚合的原理

鏈路聚合是把兩臺設備之間的多條物理鏈路聚合在一起,當做一條邏輯鏈路來使用。這兩臺設備可以是一對路由器,一對交換機,或者是一臺路由器和一臺交換機。一條聚合鏈路可以包含多條成員鏈路,默認最多為8條

聚合的好處

增加帶寬冗餘備份負載分擔

舉個例子,我們看到上面這張圖,兩臺核心交換機之間連接了兩條線,正常境況下STP會阻塞掉其中的一條線路,但是我們可以通過在兩個交換上部署鏈路聚合,把兩條鏈路聚合成一個邏輯鏈路,這時候聚合鏈路的帶寬等於兩條物理鏈路的帶寬之和,而且當一條物理鏈路斷開之後,另一條物理鏈路仍可以正常工作,而且還可以把流量分散到多個不同的成員口上,通過成員鏈路把流量發送到同一個目的地,將網絡產生擁塞的可能性降到最低。


鏈路聚合有兩種模式

手動聚合模式:是指管理員手動配置兩臺設備參數進行手動聚合,這個模式下所有被聚合的鏈路都參與流量的轉發工作,所有在進行工作的鏈路都叫活動鏈路。

自動聚合模式:兩臺設備通過鏈路聚合協議(LACP)進行協商聚合參數,LACP協商會選舉活動接口和非活動接口,LACP模式也叫M:N模式。M代表活動成員鏈路,用於在負載均衡模式中轉發數據。N代表非活動鏈路,用於冗餘備份。如果一條活動鏈路發生故障,該鏈路傳輸的數據被切換到一條優先級最高的備份鏈路上,這條備份鏈路轉變為活動狀態。

兩者區別:在靜態LACP模式中,一些鏈路充當備份鏈路。在手動負載均衡模式中,所有的成員口都處於轉發狀態,(本章只介紹手動模式)


手動模式


網絡工程師必懂-鏈路聚合的作用和應用場景


以上面交換機交換機為例,想要把兩條鏈路聚合成為一條鏈路,來增加鏈路的帶寬


配置思路:

1. 在設備上創建Eth-Trunk,配置Eth-Trunk為手動模式

2. 將成員接口加入Eth-Trunk。

3.查看聚合信息

配置命令:

[SWA]interface Eth-Trunk 1 //創建Eth-trunk

[SWA-Eth-Trunk1]mode manual //修改模式為手動模式

[SWA-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1 //將接口放入聚合組1

[SWA]display eth-trunk 1 //查看聚合信息

[SWA]display interface eth-trunk 1 //查看聚合口信息

負載分擔的多種方式

網絡工程師必懂-鏈路聚合的作用和應用場景

根據報文的源MAC地址進行負載分擔;

根據報文的目的MAC地址進行負載分擔;

根據報文的源IP地址進行負載分擔;

根據報文的目的IP地址進行負載分擔;

根據報文的源MAC地址和目的MAC地址進行負載分擔;

根據報文的源IP地址和目的IP地址進行負載分擔;


這時候大家思考一個問題


網絡工程師必懂-鏈路聚合的作用和應用場景

配置了鏈路聚合後,多條物理鏈路被綁定成一條聚合鏈路,一個數據流中的幀通過不同的物理鏈路傳輸。如果第一個幀通過一條物理鏈路傳輸,第二個幀通過另外一條物理鏈路傳輸,這樣一來同一數據流的第二個數據幀就有可能比第一個數據幀先到達對端設備,從而產生接收數據包亂序的情況


也就是說SW1有一組數據不能一次性全發給SW2,分多次發送,第一次發送了一個數據幀走了上面這條路,第二次發了一個數據幀走了下面這條路,如果第二個數據幀比第一個數據幀先到了SW2,就產生了數據包亂序的情況,導致識別錯誤


為了避免這種情況的發生,Eth-Trunk採用逐流負載分擔的機制,這種機制把數據幀中的地址通過特殊算法生成一個數值,然後根據這個數值在Eth-Trunk轉發表中尋找對應的出接口,不同的MAC或IP地址運算得出的數值不同,從而出接口也就不同,這樣既保證了同一數據流的幀在同一條物理鏈路轉發,又實現了流量在聚合組內各物理鏈路上的負載分擔,即逐流的負載分擔。逐流負載分擔能保證包的順序,但不能保證帶寬利用率


聚合的一些注意點

聚合的端口需要具有相同的(兩端):接口數量,接口帶寬,接口延時,接口雙工模式。

只能刪除不包含任何成員的Eth-Trunk口

二層加入Eth-Trunk的接口必須是hybrid接口

一個Eth-Trunk口不能充當其他Eth-Trunk口的成員口

一臺接口只能加入一個Eth-Trunk

接口加入Eth-Trunk口後,Eth-Trunk口學習MAC地址,成員口不再學習。

路由器聚合,將接口放入同一個Eth-Trunk,給Eth-Trunk接口配置ip地址

交換機三層口聚合,把需要聚合的接口放入同一個vlan,為vlan配置地址

如果一個對端接口直接和本端Eth-Trunk口的一個成員口相連,該對端接口也必須加入一個Eth-Trunk口。否則兩端無法通信。


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