前言

在現網中，設備間如果通過一條鍊路連接，如果這條鍊路故障了，那麼設備兩端的終端就不能夠通信了。有什麼辦法可以解決該問題呢？答案是——鍊路聚合。

本示例中，兩台交換機LSW1和LSW2之間通過一條鍊路互相連接，如果鍊路故障，那麼PC1和PC2則不能夠通信，通過部署鍊路聚合，可以确保LSW1和LSW2之間的鍊路故障了一條，可以走另外一條鍊路。

假設LSW1和LSW2之間的流量很大，超過了接口的帶寬1G，通過部署鍊路聚合，可以确保SWA和SWB之間的鍊路不會産生擁塞。

正文

1什麼是鍊路聚合？

從端口的角度定義：

鍊路聚合（Link Aggregation）是指将多個物理端口彙聚在一起，形成一個邏輯端口，以實現出/入流量吞吐量在各成員端口的負荷分擔，交換機根據用戶配置的端口負載分擔方式決定數據包從哪個成員端口發送到對端的交換機。

從鍊路的角度定義：

鍊路聚合（Link Aggregation）是把兩台設備之間的多條物理鍊路聚合在一起，當做一條邏輯鍊路來使用。這兩台設備可以是一對路由器，一對交換機，或者是一台路由器和一台交換機。一條聚合鍊路可以包含多條成員鍊路，默認最多為8條。

2鍊路聚合的作用:

• 鍊路聚合能夠提高鍊路帶寬。理論上，通過聚合幾條鍊路，一個聚合口的帶寬可以擴展為所有成員口帶寬的總和，這樣就有效地增加了邏輯鍊路的帶寬。
• 鍊路聚合為網絡提供了高可靠性。配置了鍊路聚合之後，如果一個成員接口發生故障，該成員口的物理鍊路會把流量切換到另一條成員鍊路上。
• 鍊路聚合在一個聚合口上實現負載均衡。一個聚合口可以把流量分散到多個不同的成員口上，通過成員鍊路把流量發送到同一個目的地，将網絡産生擁塞的可能性降到最低。

3幾個概念：

• 聚合鍊路/成員鍊路把聚合後得到的邏輯鍊路稱為聚合鍊路，把聚合鍊路中的每一條物理鍊路稱為成員鍊路。
• 聚合端口/成員端口把聚合後得到的邏輯端口稱為聚合端口，把聚合端口中的每一個物理端口稱為成員端口。
• Eth-Trunk鍊路/Eth-Trunk端口聚合鍊路也被稱為Eth-Trunk鍊路，聚合端口也被稱為Eth-Trunk端口。

4鍊路聚合工作模式鍊路聚合包含兩種模式：手動負載均衡模式和靜态LACP（Link Aggregation Control Protocol）模式。

手工負載分擔模式：

• 手工負載分擔模式下，Eth-Trunk的建立、成員接口的加入由手工配置，沒有鍊路聚合控制協議的參與。
• 該模式下所有活動鍊路都參與數據的轉發，平均分擔流量，因此稱為負載分擔模式。如果某條活動鍊路故障，鍊路聚合組自動在剩餘的活動鍊路中平均分擔流量。

使用場景：

當需要在兩個直連設備間提供一個較大的鍊路帶寬而設備又不支持LACP協議時，可以使用手工負載分擔模式。

靜态LACP模式：

• 在靜态LACP模式中，鍊路兩端的設備相互發送LACP報文，協商聚合參數。協商完成後，兩台設備确定活動接口和非活動接口。
• 在靜态LACP模式中，需要手動創建一個Eth-Trunk口，并添加成員口。
• 靜态LACP模式也叫M:N模式。M代表活動成員鍊路，用于在負載均衡模式中轉發數據。N代表非活動鍊路，用于冗餘備份。
• 如果一條活動鍊路發生故障，該鍊路傳輸的數據被切換到一條優先級最高的備份鍊路上，這條備份鍊路轉變為活動狀态。

兩種鍊路聚合模式的主要區别：

• 在靜态LACP模式中，一些鍊路充當備份鍊路。
• 在手動負載均衡模式中，所有的成員口都處于轉發狀态。

5鍊路聚合的條件：

在一個聚合口中，聚合鍊路兩端的物理口（即成員口）的所有參數必須一緻，包括物理口的數量，傳輸速率，雙工模式和流量控制模式。成員口可以是二層接口或三層接口。

6負載分擔的方式：

鍊路聚合帶來數據包亂序問題

數據流在聚合鍊路上傳輸，數據順序必須保持不變。一個數據流可以看做是一組MAC地址和IP地址相同的幀。

兩台設備間的SSH或SFTP連接可以看做一個數據流。

• 如果未配置鍊路聚合，隻是用一條物理鍊路來傳輸數據，那麼一個數據流中的幀總是能按正确的順序到達目的地。
• 配置了鍊路聚合後，多條物理鍊路被綁定成一條聚合鍊路，一個數據流中的幀通過不同的物理鍊路傳輸。如果第一個幀通過一條物理鍊路傳輸，第二個幀通過另外一條物理鍊路傳輸，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，從而産生接收數據包亂序的情況。

如何解決數據包亂序

為了避免數據包亂序的問題，Eth-Trunk采用逐流負載分擔的機制。

這種機制把數據幀中的地址通過HASH算法生成HASH-KEY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HASH得出的HASH-KEY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鍊路轉發，又實現了流量在聚合組内各物理鍊路上的負載分擔，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。

負載分擔的類型

• 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；
• 根據報文的VLAN、源物理端口等對L2、IPv4、IPv6和MPLS報文進行增強型負載分擔。

7鍊路聚合的配置案例：

如上圖所示，在兩台交換機之間配置手劢模式的鍊路聚合 ：

[LSW1]interface Eth-Trunk 1

[LSW1-Eth-Trunk1]interface GigabitEthernet0/0/1

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet0/0/2

[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 1

[LSW2]interface Eth-Trunk 1

[LSW2-Eth-Trunk1]interface GigabitEthernet0/0/1

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet0/0/2

[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 1

• 通過執行interface Eth-trunk <trunk-id>命令配置鍊路聚合。這條命令創建了一個Eth-Trunk口，并且進入該Eth-Trunk口視圖。
• trunk-id用來唯一标識一個Eth-Trunk口，該參數的取值可以是0到63之間的任何一個整數。如果指定的Eth-Trunk口已經存在，執行interface eth-trunk命令會直接進入該Eth-Trunk口視圖。

檢查鍊路聚合是否成功：

執行display interface eth-trunk <trunk-id>命令，可以确認兩台設備間是否已經成功實現鍊路聚合。也可以使用這條命令收集流量統計數據，定位接口故障。

• 如果Eth-Trunk口處于UP狀态，表明接口正常運行。
• 如果接口處于Down狀态，表明所有成員口物理層發生故障。
• 如果管理員手動關閉端口，接口處于Administratively DOWN狀态。可以通過接口狀态的改變發現接口故障，所有接口正常情況下都應處于Up狀态。

如上圖所示，在兩台交換機之間配置靜态LACP模式的鍊路聚合 ：

[LSW1]interface Eth-Trunk 1

[LSW1-Eth-Trunk1] mode lacp-static

[LSW1-Eth-Trunk1]interface GigabitEthernet0/0/1

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1

[LSW1-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet0/0/2

[LSW1-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 1

[LSW2]interface Eth-Trunk 1

[LSW2-Eth-Trunk1] mode lacp-static

[LSW2-Eth-Trunk1]interface GigabitEthernet0/0/1

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1

[LSW2-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet0/0/2

[LSW2-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 1

檢查鍊路聚合是否成功：

執行display interface eth-trunk 1命令，可以确認兩台設備間是否已經成功實現鍊路聚合。端口處于select狀态表示是激活端口

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