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描述的標準協(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，并設置相應的參數(shù)，如優(yōu)先級、活動狀態(tài)等。當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，確定承擔業(yè)務流量的鏈路。

兩端互相發(fā)送LACPDU報文在兩端設備創(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載分擔的方式轉(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)絡設備主動發(fā)送LACPDU，并等待對端設備的回應。如果對端設備也支持LACP，并且配置為被動模式，則會回應LACPDU來建立鏈路聚合。在被動模式下，網(wǎng)絡設備只接收LACPDU，并根據(jù)請求進行相應的回應。被動模式的設備通常不主動。

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)務中斷。實現(xiàn)流量的負載分擔

在一個鏈路聚合組內(nèi)，流量可以基于一定的規(guī)則分擔到所有成員鏈路中，比如五元組包括源IP、目的IP等，從而實現(xiàn)出/入負荷在各成員鏈路上的負載分擔，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)絡接入場景

隨著固網(wǎng)業(yè)務包括家寬，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，鏈路聚合也大量應用于園區(qū)網(wǎng)絡交換機連接上。

02、移動承載接入場景

隨著5G業(yè)務比如數(shù)據(jù)，高清視頻業(yè)務的迅猛增長，移動承載網(wǎng)絡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，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)務保障。

03、BRAS網(wǎng)絡場景

BRAS是固網(wǎng)業(yè)務認證鑒權(quán)的核心設備，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，對于移動業(yè)務來說是最核心和關鍵的網(wǎng)絡，鏈路聚合的大量應用，保證了移動業(yè)務在數(shù)據(jù)中心的帶寬擴容，鏈路可靠性，同時鏈路聚合的負荷分擔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。