网络设备互联与配置 扩路提速：聚合端口 6.5 链路聚合.doc

PAGE 37 6.5 链路聚合 STP技术成功的解决了冗余交换型拓扑结构中的环路问题。但是，在STP网络中，冗余链路只是主链路的备份。当主链路正常工作时，冗余链路被阻塞，不能用于增加带宽，提高数据传输速率，这实际上就浪费了宝贵的网络带宽资源。 于是，人们提出了链路聚合技术来解决这个问题。它将多个以太网链路捆绑在一起，形成一个单一逻辑链路的以太网通道，为高带宽网络连接提供负载共享、负载平衡及更好的弹性需求。 6.5.1 链路聚合概述 链路聚合也称为端口聚合（Port Aggregate），是一种以太网通道技术，它可以最多将8个适当配置的以太网物理端口捆绑在一起，形成一个逻辑端口，即聚合端口（Aggregate Port，AP），实现增加链路带宽的目的。同时，这些捆绑在一起的链路通过相互间的动态备份，可以有效地提高链路的可靠性。图6-31为链路聚合示意图。 图6-31 链路聚合示意图 链路聚合中，各成员互相动态备份。与STP不同，链路聚合实现链路备份的启用过程对其外界是隐蔽的，而且只在聚合链路内启用备份过程，任一条成员链路收到的广播或多播报文，不会被转发到其它成员连路上，与其它链路无关；当某一链路发生故障时，流量转移被触发，聚合端口自动将该链路上的流量转移到其它有效成员链路上，并且流量转移速度很快，可以在数毫秒内完成该链路切换过程，几乎不用中断网络运行，这就是链路聚合的自动链路冗余备份功能。 另外，链路聚合技术提供了一种经济的提高链路数据传输质量的方法。它通过捆绑多条物理链路形成一个单一逻辑链路的以太网通道，该通道的容量等于各物理链路容量之和，用户不必升级现有设备就能获得更大的数据链路带宽。并且聚合模块按照一定算法将数据传输业务流量分配给不同的成员，实现链路级的负载分担功能。 某些情况下，链路聚合甚至是提高链路容量的唯一方法。例如，当市场上的设备都不能提供高于10G的链路时，用户可以将两条10G链路聚合，获得带宽大于10G的传输线路。此外，特定组网环境下需要限制传输线路的容量，既不能太低影响传输速度，也不能太高超过网络的处理能力。但现有技术都只支持链路带宽以10为数量级增长，如10M、100M、1000M等。而通过链路聚合技术捆绑n条物理链路，就能得到更适宜的、n倍带宽的链路。 目前，链路聚合技术是IEEE 802委员会制定IEEE Standard 802.3ad正式标准。802.3ad标准中定义了链路聚合技术的目标、聚合子层内各模块的功能和操作的原则，以及链路聚合控制的内容等。 其中，聚合技术应实现的目标定义为必须能提高链路可用性、线性增加带宽、分担负载、实现自动配置、快速收敛、保证传输质量、对上层用户透明、向下兼容等等。 链路聚合控制协议（Link Aggregation Control Protocol，LACP）是IEEE 802.3ad标准的主要内容之一，定义了一种标准的聚合控制方式。聚合的双方设备通过协议交互聚合信息，根据双方的参数和状态，自动将匹配的链路聚合在一起收发数据。聚合形成后，交换设备维护聚合链路状态，当双方配置变化时，自动调整或解散聚合链路。 LACP协议报文中的聚合信息包括本设备的配置参数和聚合状态等，报文发送方式分为事件触发和周期发送。当聚合状态或配置变化事件发生时，本系统通过发送协议报文通知对端自身的变化。聚合链路稳定工作时，系统定时交换当前状态以维护链路。协议报文不携带序列号，因此，双方不检测和重发丢失的协议报文。需要指出的是，LACP协议并不等于链路聚合技术，只是IEEE 802.3ad提供的一种链路聚合控制方式，具体实现时可以采用其它的聚合控制方式。 6.5.2 负载均衡及实现方式 在链路聚合技术中，聚合端口会自动依据数据报文中的IP地址或MAC地址进行负载均衡，即把经过聚合端口的流量平均分配给各成员链路，提高链路带宽利用率。 聚合端口实现负载均衡的方式主要有4种：基于源/目的MAC地址、基于源/目的IP地址，基于源MAC地址+目的MAC地址、基于源IP地址和目的IP地址。选择的方案将应用到交换机上的所有配置的以太网通道上。 1．基于源MAC地址的负载均衡 这种方式根据到达聚合端口的数据帧中源MAC地址，将其分配到聚合链路中对应的成员链路中去转发。因此，来自同一个MAC地址主机的数据帧将在相同的端口转发，来自不同MAC地址主机的数据帧则被分配在不同的端口转发，实现了聚合链路上的负载均衡。 2．基于目的MAC地址的负载均衡 这种方式根据到达聚合端口的数据帧中目的MAC地址，将其分配到聚合链路中对应的成员链路中去转发。因此，到达同一个MAC地址主机的数据帧将在相同的端口转发，到达不同MAC地址主机的数据帧将被分配在不同的端口转发，实现了聚合链路上的负载均衡。 3．基于源和目的MAC地