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解析链路聚合:提升网络性能的关键技术 -北京赛维博信科技发展有限公司
来源:本人摘自网络,如有侵权请联系删除 | 作者:毛豆 | 发布时间: 2024-04-29 | 918 次浏览 | 分享到:

  在网络通信领域,优化网络性能一直是众多企业和个人用户追求的目标之一。随着网络应用的不断发展和用户需求的不断增长,传统的单一链路已经无法满足对高速、稳定连接的需求。因此,链路聚合作为一项重要的网络优化技术应运而生。但是,对于很多人来说,链路聚合可能仍然是一个陌生的概念。本文将带领读者深入探索链路聚合的奥秘,从基本概念到实际应用,全方位解析链路聚合如何提升网络性能,以及在实际场景中如何进行有效实战应用。通过本文的阐述,读者将对链路聚合有着更加深入的理解,并能够掌握如何将其运用到实际网络优化中,提升网络性能的技能和能力。



01


基本原理


1.提升链路带宽

     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。

2.以太网链路聚合

     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。

3.基本术语

聚合组
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(Active link)。
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(Inactive link)。
聚合模式 根据是否开启LACPLink 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。

链路聚合接口可以作为普通的以太网接口来使用,与普通以太网接口的差别在于:转发的时候链路聚合组需要从成员接口中选择一个或多个接口来进行数据转发。

4.注意事项


一个聚合组内要求成员接口以下参数相同:
①接口速率
②双工模式
③VLAN配置:接口类型都是Trunk或者Access,如果为Access接口的default VLAN需要一致,如果为Trunk接口,接口放通的VLAN、缺省VLAN需要一致。

 

02


手工模式

 1.基本原理

       手工模式  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。当聚合的两端设备中存在一个不支持LACP协议时,可以使用手工模式。
2.实验拓扑


3.实验需求

以太网双链路使用手工模式进行链路聚合来提升链路带宽。

4.实验配置

SW1(在链路聚合接口下添加成员接口)

1 int Eth-Trunk 1    //创建聚合接口
2 trunkport g0/0/23    //在链路聚合接口下添加成员接口
3 trunkport g0/0/24
4 trunkport g0/0/24  port link-type trunk    //直接在逻辑接口下修改端口类型
5 port trunk allow-pass vlan all


SW2(从成员接口加入到聚合接口)

1 interface Eth-Trunk1    //创建链路聚合接口
2 quit

3 interface GigabitEthernet0/0/23    //从成员接口加入聚合口
4 eth-trunk 1


5 interface GigabitEthernet0/0/24
6 eth-trunk 1
7 interface Eth-Trunk1      //在逻辑接口下修改接口类型

8 port link-type trunk
9 port link-type trunk



PC1

PC2


5.实验现象
(1)链路聚合现象


(2)PC数据连通



03


LACP模式


 1.基本原理

       LACP模式是采用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 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。LACPDU报文中包含设备优先级、MAC地址、接口优先级、接口号等。

系统优先级

系统LACP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

接口LACP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。

2.实验拓扑

3.实验需求

使用LACP模式实现链路聚合功能。

4.实验配置

(1)配置LACP模式的链路聚合

SW1/SW2

1 vlan batch 10    //配置接入接口
2 interface GigabitEthernet0/0/1
3 port link-type access
4 port default vlan 10
5 #
6 interface Eth-Trunk1    //配置LACP模式的聚合接口
7 port link-type trunk
8 port trunk allow-pass all
9 mode lacp-static
10 trunkport g0/0/22
11 trunkport g0/0/23
12 trunkport g0/0/24



(2)查看LACP模式链路聚合现象

SW1

SW2

由上图可知,可看到此时链路聚合模式为LACP模式。比较两台交换机的系统优先级,二者一致,则看系统MAC地址,对比可知,SW1的系统MAC更小,故SW1为主动端,SW2为被动端。

(3)调整SW2为主动端

SW2

 1 lacp priority 16384    //修改SW2的系统优先级



图片

由图可知,此时SW2的系统优先级已经修改为16384,比SW1的32768小,故此时SW2为主动端。

(4)修改活动接口数量(在主动端改,此时主动端为SW2)

SW2

1 interface Eth-Trunk1 //修改活动接口数量
2 max active-linknumber 2



由图可知,此时链路聚合的最大活动接口数量已经修改为2,并且在LACP模式下,支持一部分接口时活动接口,一部分为非活动接口。三个接口优先级都为32768,比较不出来,则比较端口编号,编号越小越有可能成为活动端口,又因最大活动端口数量为2,故G0/0/24口为非活动端口。

(5)通过修改接口优先级使得G0/0/24口为活动接口

SW2

1 interface GigabitEthernet0/0/24    //修改接口优先级
2 lacp priority 16384



由图可知,虽然G0/0/24口的接口优先级已经修改为16384,但是仍然为非活动接口状态。这是因为在默认情况下,交换机处于稳定性考虑,如果随意修改优先级,随意调整接口活动状态,导致流量走向发生变化,容易形成网络震荡。

(6)采用抢占模式来解决(5)的问题

SW2

1 interface Eth-Trunk1    //开启成员抢占功能即可实现端口状态的变化
2 lacp preempt enable


大约等待半分钟左右......

由图可知,G0/0/24口为活动端口,但是此时最大活动端口数量依旧为2,所以根据竞选规则将G0/0/23口变为非活动端口。

(7)有小伙伴可能要反馈:啊啊啊还要等半分钟,好慢啊,有没有办法加速哇???

当然有!!!

SW2

1 interface Eth-Trunk1 //修改抢占时间为10s,默认为30s
2 lacp preempt delay 10


(8)设置最少活动接口数量

SW2

 

1 interface Eth-Trunk1
2 least active-linknumber 2
3 //将最少活动端口设置为2,即至少有两个活动端口才能使链路up

 测试

SW2


  • 1 interface GigabitEthernet0/0/22
  • 2 //将SW2的接口G0/0/22关闭 shutdown

由图可知,有两个活动端口,故此链路依然为UP状态。

继续shutdown


  •  1 interface GigabitEthernet0/0/23    //将SW2的接口G0/0/23关闭
  •  2 shutdown

由图可知,此时只有一个端口正常的情况下,链路无法UP,因为该链路聚合口是最少需要2个活动接口才能使链路UP。


04


总结

 1.手工模式的链路聚合的缺陷

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。

2.LACP模式的链路聚合的优点

动态协商: LACP允许网络设备动态地协商哪些物理链路应该被捆绑在一起,以及如何分配流量到这些链路上。这种动态协商能够确保链路聚合的配置与网络拓扑的变化保持同步,提高了网络的灵活性和可管理性。

自动故障检测与恢复: LACP能够自动检测物理链路的故障,并在发生故障时重新分配流量到其他正常工作的链路上。这种自动故障检测与恢复机制提高了网络的可靠性和稳定性,减少了对管理员的干预。

负载均衡: LACP可以根据配置的负载均衡算法,将数据流量均匀地分配到各个物理链路上。这样可以充分利用所有链路的带宽,提高整体网络的吞吐量和性能。

减少管理开销: 由于LACP能够自动进行链路的配置、故障检测与恢复,因此可以减少网络管理员的管理开销。管理员不需要手动配置每个物理链路的参数,也不需要手动干预故障恢复过程,从而降低了管理的复杂性。

标准化支持: LACP是一个标准化的协议,得到了广泛的支持和应用。几乎所有主流的网络设备都提供了对LACP的支持,因此可以在各种不同的网络环境中使用。

综上所述,LACP模式的链路聚合具有动态协商、自动故障检测与恢复、负载均衡等优点,能够提高网络的灵活性、可靠性和性能,减少了管理的复杂性,是一种广泛应用的链路聚合技术。

 


 

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