鏈路聚合有成端口聚合,端口捆綁,英文名port trunking.功能是將交換機(jī)的多個低帶寬端口捆綁成一條高帶寬鏈路,可以實現(xiàn)鏈路負(fù)載平衡。避免鏈路出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。通過配置,可通過兩個三個或是四個端口進(jìn)行捆綁,分別負(fù)責(zé)特定端口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),防止單條鏈路轉(zhuǎn)發(fā)速率過低而出現(xiàn)丟包的現(xiàn)象。 Trunking的優(yōu)點:價格便宜,性能接近千兆以太網(wǎng);不需要重新布線,也無需考慮千兆網(wǎng)傳輸距離極限問題;trunking可以捆綁任何相關(guān)的端口,也可以隨時取消設(shè)置,這樣提供了很高的靈活性還可以提供負(fù)載均衡能力以及系統(tǒng)容錯。 命令:port-group <port-group-number> mode {active|passive|on} no port-group <port-group-number> 功能:將物理端口加入Port Channel,該命令的no 操作為將端口從Port Channel 中去除 參數(shù):<port-group-number> 為Port Channel 的組號,范圍為1~16;active(0) 啟動端口的LACP 協(xié)議,并設(shè)置為Active 模式;passive(1) 啟動端口的LACP 協(xié)議,并且設(shè)置為Passive 模式;on(2) 強制端口加入Port Channel,不啟動LACP 協(xié)議。 舉例:在Ethernet0/0/1 端口模式下,將本端口以active 模式加入port-group Switch(Config-Ethernet0/0/1)#port-group 1 mode active 命令:interface port-channel <port-channel-number> 功能:進(jìn)入?yún)R聚接口配置模式 命令模式:全局配置模式 舉例:進(jìn)入port-channel1 配置模式
舉例1:如果交換機(jī)Switch1 上的1,2,3 端口都是access 口,并且都屬于vlan 1,將這三個端口以active 方式加入group 1,Switch2 上6,8,9 端口為trunk 口,并且是allow all,將這三個端口以passive 方式加入group 2,將以上對應(yīng)端口分別用網(wǎng)線相連。 方法1配置步驟如下:
配置結(jié)果: 過一段時間后,shell 提示端口匯聚成功,此時Switch1 的端口1,2,3 匯聚成一個匯聚端口,匯聚端口名為Port-Channel1,Switch2 的端口6,8,9 匯聚成一個匯聚端口,匯聚端口名為Port-Channel2,并且都可以進(jìn)入?yún)R聚接口配置模式進(jìn)行配置。 方法2:以O(shè)N 方式配置Port Channel. 配置步驟如下:
配置結(jié)果: 將交換機(jī)Switch1 上的1,2,3 三個端口依次加入port-group1 后我們可以看到,以on 方式加入一個組完全是強制性的,兩端的交換機(jī)并不會通過交換LACP PDU 來完成匯聚,匯聚也是觸發(fā)式的,當(dāng)敲入將2 號端口加入port-group1 的命令時,1 和2 馬上匯聚在一起形成port-channel1,當(dāng)將3 號端口加入port-group1 時,1 和2 匯聚成的port-channel1 被拆散,馬上1,2,3 三個端口又重新匯聚成port-channel1(需要說明的是,當(dāng)有一個新的端口要加入已經(jīng)匯聚成功的組時,必須先拆散原先的組,然后再能匯聚成一個新的組)。結(jié)果是Switch1 和Switch2 上的三個端口都以O(shè)N 模式匯聚起來,各自形成一個匯聚端口。 總結(jié) : 1;生成樹,STP,主要作用是避免環(huán)路,網(wǎng)絡(luò)中有冗余,經(jīng)常使用多條鏈路就會產(chǎn)生環(huán)路,廣播風(fēng)暴,網(wǎng)絡(luò)癱瘓,注意的是涉及網(wǎng)絡(luò)時候千萬不要忘記生成樹的啟動。如圖3,比如說一般大企業(yè)中核心交換機(jī)于其他交換機(jī)都是兩條網(wǎng)線連接,這樣其中一條出現(xiàn)錯誤另一條可以工作,但是如果PC2和PC1通信這樣就容易出現(xiàn)環(huán)路,產(chǎn)生廣播風(fēng)暴,,生成樹可以解決這個問題。 2:鏈路聚合:它的主要作用就是增加網(wǎng)絡(luò)帶寬,一種是交換機(jī)之間,如圖二比如說兩臺交換機(jī)設(shè)備,用一根百兆網(wǎng)線級聯(lián),由于訪問兩臺太大就會產(chǎn)生屏蔽,速度變慢,這個時間就可以使用鏈路聚合,使用port-group命令,建立鏈路聚合,多用兩條網(wǎng)線連接交換機(jī),并把兩臺交換機(jī)連接的端口各自聚合在一起,能增加網(wǎng)絡(luò)帶寬。還有一種情況就是,如圖一,交換機(jī)于服務(wù)器之間的鏈接,比如說一臺服務(wù)器連接交換機(jī)上,如果訪問量很大,那么服務(wù)器就會承受不了,就可以考慮多按兩塊網(wǎng)卡,使用鏈路聚合使兩塊網(wǎng)卡連接的端口聚合在一起,減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。 鏈路聚合技術(shù) 鏈路聚合技術(shù)亦稱主干技術(shù)(Trunking)或捆綁技術(shù)(Bonding),其實質(zhì)是將兩臺設(shè)備間的數(shù)條物理鏈路“組合”成邏輯上的一條數(shù)據(jù)通路,稱為一條聚合鏈路,如Figure 1示意。交換機(jī)之間物理鏈路Link 1、Link2和Link3組成一條聚合鏈路。該鏈路在邏輯上是一個整體,內(nèi)部的組成和傳輸數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)對上層服務(wù)是透明的。 鏈路聚合示意圖 聚合內(nèi)部的物理鏈路共同完成數(shù)據(jù)收發(fā)任務(wù)并相互備份。只要還存在能正常工作的成員,整個傳輸鏈路就不會失效。仍以上圖的鏈路聚合為例,如果Link1和Link2先后故障,它們的數(shù)據(jù)任務(wù)會迅速轉(zhuǎn)移到Link3上,因而兩臺交換機(jī)間的連接不會中斷(參見Figure2)。 鏈路聚合成員相互備份 鏈路聚合的優(yōu)點 從上面可以看出,鏈路聚合具有如下一些顯著的優(yōu)點: 提高鏈路可用性鏈路聚合中,成員互相動態(tài)備份。當(dāng)某一鏈路中斷時,其它成員能夠迅速接替其工作。與生成樹協(xié)議不同,鏈路聚合啟用備份的過程對聚合之外是不可見的,而且啟用備份過程只在聚合鏈路內(nèi),與其它鏈路無關(guān),切換可在數(shù)毫秒內(nèi)完成。 增加鏈路容量聚合技術(shù)的另一個明顯的優(yōu)點是為用戶提供一種經(jīng)濟(jì)的提高鏈路傳輸率的方法。通過捆綁多條物理鏈路,用戶不必升級現(xiàn)有設(shè)備就能獲得更大帶寬的數(shù)據(jù)鏈路,其容量等于各物理鏈路容量之和。聚合模塊按照一定算法將業(yè)務(wù)流量分配給不同的成員,實現(xiàn)鏈路級的負(fù)載分擔(dān)功能。 某些情況下,鏈路聚合甚至是提高鏈路容量的唯一方法。例如當(dāng)市場上的設(shè)備都不能提供高于10G的鏈路時,用戶可以將兩條10G鏈路聚合,獲得帶寬大于10G的傳輸線路。 此外,特定組網(wǎng)環(huán)境下需要限制傳輸線路的容量,既不能太低影響傳輸速度,也不能太高超過網(wǎng)絡(luò)的處理能力。但現(xiàn)有技術(shù)都只支持鏈路帶寬以10為數(shù)量級增長,如10M、100M、1000M等。而通過聚合將n條物理鏈路捆綁起來,就能得到更適宜的、n倍帶寬的鏈路。 鏈路聚合的標(biāo)準(zhǔn) 目前鏈路聚合技術(shù)的正式標(biāo)準(zhǔn)為IEEE Standard 802.3ad,由IEEE802委員會制定。標(biāo)準(zhǔn)中定義了鏈路聚合技術(shù)的目標(biāo)、聚合子層內(nèi)各模塊的功能和操作的原則,以及鏈路聚合控制的內(nèi)容等。 其中,聚合技術(shù)應(yīng)實現(xiàn)的目標(biāo)定義為必須能提高鏈路可用性、線性增加帶寬、分擔(dān)負(fù)載、實現(xiàn)自動配置、快速收斂、保證傳輸質(zhì)量、對上層用戶透明、向下兼容等等。 鏈路聚合控制協(xié)議LACP 鏈路聚合控制協(xié)議(Link Aggregation Control Protocol)是IEEE 802.3ad標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容之一,定義了一種標(biāo)準(zhǔn)的聚合控制方式。聚合的雙方設(shè)備通過協(xié)議交互聚合信息,根據(jù)雙方的參數(shù)和狀態(tài),自動將匹配的鏈路聚合在一起收發(fā)數(shù)據(jù)。聚合形成后,交換設(shè)備維護(hù)聚合鏈路狀態(tài),當(dāng)雙方配置變化時,自動調(diào)整或解散聚合鏈路。 LACP協(xié)議報文中的聚合信息包括本設(shè)備的配置參數(shù)和聚合狀態(tài)等,報文發(fā)送方式分為事件觸發(fā)和周期發(fā)送。當(dāng)聚合狀態(tài)或配置變化事件發(fā)生時,本系統(tǒng)通過發(fā)送協(xié)議報文通知對端自身的變化。聚合鏈路穩(wěn)定工作時,系統(tǒng)定時交換當(dāng)前狀態(tài)以維護(hù)鏈路。協(xié)議報文不攜帶序列號,因此雙方不檢測和重發(fā)丟失的協(xié)議報文。 需要指出的是,LACP協(xié)議并不等于鏈路聚合技術(shù),而是IEEE802.3ad提供的一種鏈路聚合控制方式,具體實現(xiàn)中也可采用其它的聚合控制方式。 分布式鏈路聚合技術(shù) IRF架構(gòu)下的聚合技術(shù) IRF技術(shù)將多臺交換設(shè)備組合成一個高性能的整體,目的是以盡可能少的開銷,獲得盡可能高的網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)可用性。支持IRF技術(shù)的設(shè)備都具備三個重要特性:分布式設(shè)備管理DDM、分布式鏈路聚合DLA和分布式彈性路由DRR。這三項技術(shù)是完成IRF技術(shù)目標(biāo)不可缺少的環(huán)節(jié)。其中,DLA用于提高傳輸鏈路的可用性和容量。 多臺IRF交換機(jī)堆疊后,端口的數(shù)量增加了,要求DLA能支持更多的聚合組,每組能有更多的聚合成員。更多的聚合組意味著交換設(shè)備可提供更多的高速鏈路,而更多的聚合成員則不僅能提高鏈路容量,還能降低整個數(shù)據(jù)線路失效的風(fēng)險。在不同的IRF設(shè)備上,上述兩項參數(shù)不同,但I(xiàn)RF系統(tǒng)至少支持8組聚合鏈路,每組能提供一條總?cè)萘繛?0M、800M或8000M的傳輸鏈路。一些配置較高的交換機(jī)還允許兩個10G端口的聚合,為用戶提供一條帶寬更高的鏈路。 除了能提供更大的帶寬之外,DLA還實現(xiàn)了IEEE 802.3ad標(biāo)準(zhǔn)中聚合的其它目標(biāo): 帶寬的增加是可控的、線性的,可以由用戶的配置決定,不以 10為倍數(shù)增長。 傳輸流量時,DLA根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容將其自動分布到各聚合成員上,實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)功能。 聚合組成員互相動態(tài)備份,單條鏈路故障或替換不會引起鏈路失效。 聚合內(nèi)工作鏈路的選擇和替換等細(xì)節(jié)對使用該服務(wù)的上層應(yīng)用透明。 交換設(shè)備的鏈路連接或配置參數(shù)變化時,DLA迅速計算和重新設(shè)置聚合鏈路,將數(shù)據(jù)流中斷的時間降到最小。 如果用戶沒有手工設(shè)定聚合鏈路,系統(tǒng)可自動設(shè)置聚合鏈路,將條件匹配的物理鏈路捆綁在一起。 鏈路聚合結(jié)果是可預(yù)見的、確定的,只與鏈路的參數(shù)和物理連接情況相關(guān),與參數(shù)配置或改變的順序或無關(guān)。 聚合鏈路無論穩(wěn)定工作還是重新收斂,收發(fā)的數(shù)據(jù)不會重復(fù)和亂序。 可與不支持聚合技術(shù)的交換機(jī)正常通信,也能與其它廠商支持聚合技術(shù)的設(shè)備互通。 用戶可通過CONSOLE、SNMP、TELNET、WEB等方式配置聚合參數(shù)或查看聚合狀態(tài)。DLA的特征 作為一項新技術(shù),IRF技術(shù)呈現(xiàn)出許多新特性,其分布式構(gòu)架方式使其各功能具有與眾不同的優(yōu)勢。DLA體現(xiàn)了IRF技術(shù)在鏈路聚合方面的獨到之處: 支持非連續(xù)端口聚合與之前的聚合實現(xiàn)方式不同,IRF系統(tǒng)不要求同一聚合組的成員必須是設(shè)備上一組連續(xù)編號的端口。只要滿足一定的聚合條件,任意數(shù)據(jù)端口都能聚合到一起。用戶可以根據(jù)當(dāng)前交換系統(tǒng)上可用端口的情況靈活地構(gòu)建聚合鏈路。 支持跨設(shè)備和跨芯片聚合目前一些堆疊技術(shù)并不支持跨設(shè)備的聚合方式,即堆疊中只有位于相同物理設(shè)備的端口才能加入同一聚合組中,用戶不能隨意指定聚合成員。這種限制在一定程度上抵消了端口數(shù)量擴(kuò)展的好處。例如,當(dāng)用戶打算通過聚合將一條傳輸線路的容量提高到800M時,如果每一單獨的設(shè)備上的端口都不足8個,這一需求就無法滿足。雖然整個系統(tǒng)還有足夠可用的100M端口,但它們分散在各物理設(shè)備上,無法形成一條滿足帶寬要求的邏輯鏈路。 IRF則不同。在IRF看來,堆疊的多臺設(shè)備(稱為unit)是一個整體,鏈路聚合功能和操作也應(yīng)是一個整體。DLA模塊對用戶屏蔽了端口的具體物理位置這一細(xì)節(jié),其示意圖見Figure3。只要聚合條件相同,用戶就能將不同unit的端口聚合到一起,如圖中的端口p1、p2、p3和p4,組成了一條邏輯鏈路。此時,unit1~4協(xié)同計算和選擇聚合組內(nèi)的工作鏈路。P1~p4彼此動態(tài)備份,跨設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)和負(fù)載分擔(dān),最大限度地發(fā)揮了多設(shè)備的優(yōu)勢。 跨設(shè)備的聚合鏈路 此外,有些交換設(shè)備不支持跨芯片聚合,即位于同一設(shè)備不同交換芯片的端口不能聚合。這一限制對IRF設(shè)備同樣不存在,DLA允許端口跨芯片形成聚合組。對一些使用子卡的IRF設(shè)備而言,子卡上端口同樣能與本unit或其它unit上任一條件匹配的端口聚合。 分布式聚合控制雖然IRF系統(tǒng)呈現(xiàn)為一個整體,但并不限制用戶只能在某一特定的unit上操作。以聚合為例,用戶可在系統(tǒng)的任一unit上對所有聚合鏈路進(jìn)行配置和管理,查看全部聚合組和聚合端口的狀態(tài)。通過CONSOLE、SNMP、TELNET或WEB方式連接到系統(tǒng)的任何一個unit上,用戶就能創(chuàng)建或刪除聚合組,顯示聚合信息,也能進(jìn)入具體的端口模式修改或顯示其聚合參數(shù)。在這一過程中,DLA自動將用戶命令交給端口所在的unit同步執(zhí)行。接收命令的unit獲取執(zhí)行結(jié)果后提供給用戶。 分布式聚合技術(shù)進(jìn)一步消除了設(shè)備單點失效的問題,提高了鏈路的可用性。由于聚合成員可以來自不同設(shè)備,這樣,即使系統(tǒng)內(nèi)某些unit失效,其它正常工作的unit會繼續(xù)控制和維護(hù)剩余的端口的狀態(tài),聚合鏈路也不會完全中斷。這對核心交換系統(tǒng)以及一些高質(zhì)量服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)意義重大。以下面的Figure4為例, IRF系統(tǒng)X1和X2之間有一條聚合鏈路。該鏈路由物理連接Link1~Link4構(gòu)成,負(fù)責(zé)局域網(wǎng)LAN1和LAN2之間的通信。假如X1中交換機(jī)X11發(fā)生故障,導(dǎo)致Link1和Link2不可用,Link3與Link4不受影響,仍能聚合在一起收發(fā)數(shù)據(jù)。此后如果X2中X22也失靈,X1與X2之間至少還能通過Link3保持連接。 兩個IRF系統(tǒng)之間的聚合鏈路 IRF設(shè)備可視為 “積木式”(scalable)的交換機(jī)。用戶既可使用單臺IRF交換機(jī)組網(wǎng),也可以逐臺增加從而按需增強網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能。同時這一高性能堆疊交換機(jī)也可以拆分,拆分后各unit恢復(fù)成為獨立工作的交換設(shè)備。上述過程分別稱為合并(merge)和拆分(split)。如果合并前兩個系統(tǒng)各自創(chuàng)建了參數(shù)相同的聚合鏈路,IRF要求合并后這些聚合成員必須加入同一組,即聚合組也實現(xiàn)合并。合并后各個unit協(xié)同工作,在全局匹配配置參數(shù)、分配聚合組號、將端口加入對應(yīng)組并重新計算和設(shè)置端口狀態(tài)。同樣,如果拆分前同一聚合組成員分布于不同unit上,拆分后它們?nèi)粤粼诟髯詣?chuàng)建的同名同類型聚合組中。DLA確保各unit保留當(dāng)前的聚合配置,從組中刪除已離開的端口,然后計算剩余端口的狀態(tài)。 這一特性最大限度保護(hù)了用戶的聚合配置。而且,當(dāng)堆疊鏈路故障引起系統(tǒng)拆分時,該特性讓IRF系統(tǒng)盡可能地維持已有的聚合鏈路,降低故障帶來的數(shù)據(jù)傳輸損失。 多種聚合類型DLA實現(xiàn)了三種類型的聚合方式:手工聚合、靜態(tài)聚合和動態(tài)聚合。 手工和靜態(tài)聚合組通過用戶命令創(chuàng)建或刪除,組內(nèi)成員也由用戶指定。創(chuàng)建后,系統(tǒng)不能自動刪除聚合組或改變聚合成員,但需要計算和選擇組內(nèi)成員的工作狀態(tài)。聚合成員是否成為工作鏈路取決于其配置參數(shù),并非所有成員都能參加數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。 手工和靜態(tài)聚合主要是聚合控制方式不同。手工聚合鏈路上不啟用LACP協(xié)議,不與對端系統(tǒng)交換配置信息,因此聚合控制只根據(jù)本系統(tǒng)的配置決定工作鏈路。這種聚合控制方式在較早的交換設(shè)備上比較多見。靜態(tài)聚合組則不同,雖然聚合成員由用戶指定,但DLA自動在靜態(tài)鏈路上啟動LACP協(xié)議。如果對端系統(tǒng)也啟用了LACP協(xié)議,雙方設(shè)備就能交換聚合信息供聚合控制模塊使用。 動態(tài)聚合控制完全遵循LACP協(xié)議,實現(xiàn)了IEEE802.3ad標(biāo)準(zhǔn)中聚合鏈路自動配置的目標(biāo)。用戶只需為端口選擇動態(tài)方式,系統(tǒng)就能自動將參數(shù)匹配的端口聚合到一起,設(shè)定其工作狀態(tài)。動態(tài)聚合方式下,系統(tǒng)互相發(fā)送LACP協(xié)議報文,交換狀態(tài)信息以維護(hù)聚合。如果參數(shù)或狀態(tài)發(fā)生變化,鏈路會自動脫離原聚合組加入另一適合的組。 上述三種聚合方式為IRF系統(tǒng)提供了良好的聚合兼容性。系統(tǒng)不僅能與不支持鏈路聚合的設(shè)備互連,還能與各種不同聚合實現(xiàn)的設(shè)備配合使用。用戶能根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境靈活地選擇聚合類型,獲得高性能高可靠的鏈路。 DLA的應(yīng)用例 與IRF的其它功能配合,DLA能在許多應(yīng)用環(huán)境下發(fā)揮重要的作用。下面給出兩個應(yīng)用例。 DLA在辦公樓區(qū)的應(yīng)用Figure5顯示了IRF在一個辦公樓群中的應(yīng)用案例。整個樓群通過4臺IRF交換機(jī)unit1~unit4與外網(wǎng)通信。Unit1~unit4分別位于4棟辦公樓中。它們之間以光纖相連,組成一個IRF系統(tǒng)。IRF系統(tǒng)通過Link1~Link8與外部網(wǎng)絡(luò)相連(Link1~Link8為100M帶寬鏈路)。 Link1~Link8聚合后,整個IRF系統(tǒng)可為樓內(nèi)用戶提供高可靠的通信。以用戶H1為例,正常情況下,H1與外網(wǎng)交換數(shù)據(jù)的速率理論上能達(dá)到800M。即使Link1和Link2發(fā)生故障,H1與外網(wǎng)的通信經(jīng)由Link3~Link8轉(zhuǎn)發(fā),也能獲得一條最大帶寬為600M的線路。此外H1與網(wǎng)內(nèi)鄰居H2之間的通信也能由unit之間的光纖高速轉(zhuǎn)發(fā)。 IRF-DLA應(yīng)用于辦公樓群 DLA在HPC系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用下圖顯示了IRF-DLA在一個高性能機(jī)群計算系統(tǒng)HPC(High Performance Computer)中的應(yīng)用。HPC系統(tǒng)主要用于完成大計算量任務(wù)。機(jī)群的主節(jié)點將任務(wù)分成多個可獨立進(jìn)行的片段,交由各個計算節(jié)點完成。出于對高速計算的要求,HPC對數(shù)據(jù)吞吐速度和數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的可靠性有很高的要求。 圖中所示的HPC服務(wù)器均通過兩塊網(wǎng)卡與IRF系統(tǒng)相連。其中主節(jié)點和備份節(jié)點上各使用2條10G鏈路分別與X1和X2相連,各計算節(jié)點分別使用2條1G的鏈路線路與之相連。X1和X2均正常工作時,主節(jié)點通過總?cè)萘?0G的聚合鏈路將計算任務(wù)源源不斷地發(fā)送給各計算節(jié)點,同時各計算節(jié)點將結(jié)果通過2G的鏈路提交給主節(jié)點。 當(dāng)與主節(jié)點相連接的某條10G鏈路出現(xiàn)故障,或者X1失靈時,雖然系統(tǒng)的整體計算性能有一定程度的下降,但10G鏈路基本能滿足HPC的要求,不會成為整個計算系統(tǒng)的性能瓶頸。 IRF-DLA應(yīng)用于HPC系統(tǒng) 華為交換機(jī)配置:鏈路聚合例子設(shè)置在端口上啟用聚合
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