网络知识点-链路聚合

news2024/9/29 11:40:30

链路聚合（英语：Link Aggregation）是一个计算机网络术语，指将多个物理端口汇聚在一起，形成一个逻辑端口，以实现出/入流量吞吐量在各成员端口的负荷分担，交换机根据用户配置的端口负荷分担策略决定网络封包从哪个成员端口发送到对端的交换机。当交换机检测到其中一个成员端口的链路发生故障时，就停止在此端口上发送封包，并根据负荷分担策略在剩下的链路中重新计算报文的发送端口，故障端口恢复后再次担任收发端口。链路聚合在增加链路带宽、实现链路传输弹性和工程冗余等方面是一项很重要的技术。

中文名：链路聚合
外文名：Link Aggregation
说明：数据信道结合成一个单个的信道
举例：连接骨干网络的服务器
常见问题：封装以太通道的接口要求

简介

进一步用来描述该方法的总括术语还包括port trunking，link bundling，以太网/网络/ NIC绑定（Ethernet/network/NIC bonding）或网卡绑定（NIC teaming）。这些总括术语不仅包括与供应商无关的标准，如定义于IEEE 802.1ax和IEEE 802.3ad用于以太网的链路聚合控制协议（LACP），或以前的IEEE 802.3ad定义，也包括各种有专利的解决方案。

主要功能

链路聚合的主要功能就是增加链路带宽，实现链路相互备份。它具体实现的功能是，当交换机检测到其中一个成员端口的链路发生故障时，就停止在此端口.上发送封包，并根据负荷分担策略在剩余的链路中重新计算报文的发送端口，故障端口恢复后再次担任发送端口。

模式

链路聚合可以分为手工模式和LACP模式。

(1)手工模式

手动模式下，Eth-Trunk的建立、成员接口的加入均由手动配置，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，所有活动链路都参与数据的转发,平均分担流量，如果某条活动链路发生故障,链路聚合组自动在剩余的活动链路中平均分担流量。手工模式中，为了使链路聚合接口正常工作，必须保证本端链路聚合接口中所有成员接口的对端接口都是通过同一-设备加入的;设备间没有报文交互，因此只能通过管理员人工确认;设备也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

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(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、接口优先级和接口号等系统优先级。LACP模式下，两端设备所选择的活动接口数目必须保持一致，否则链路聚合组就无法建立，此时可以使其中一端成为主动端，另-端(被动端)根据主动端选择活动接口。

数据包

数据包（英语：Data packet），又称分组，是在分组交换网络中传输的格式化数据单位。
一个数据包（packet）分成两个部分，包括控制信息，也就是头（header），和数据本身，也就是负载（payload）。
我们可以将一个数据包比作一封信，头相当于信封，而数据包的数据部分则相当于信的内容。当然，有时候一个大数据包可以分成多个小数据包，这个和信不同。

IEEE 802.1aq

IEEE 802.1aq（英语：Shortest Path Bridging，缩写作SPB），是一个计算机网络术语。802.1aq 在增加链路带宽、实现链路传输弹性和工程冗余等方面是一项很重要的技术。 802.1aq 是一个合乎逻辑的升级生成树协议（Spanning Tree Protocol）。802.1aq 的功能包括 802.1s, 802.1w,802.1ax（链路聚合）, MC-LAG, 802.1ak。

生成树协议

生成树协议（英语：Spanning Tree Protocol，STP），是一种工作在OSI网络模型中的第二层(数据链路层)的通信协议，基本应用是防止交换机冗余链路产生的环路.用于确保以太网中无环路的逻辑拓扑结构.从而避免了广播风暴,大量占用交换机的资源.
生成树协议工作原理:任意一交换机中如果到达根网桥有两条或者两条以上的链路.生成树协议都根据算法把其中一条切断,仅保留一条.从而保证任意两个交换机之间只有一条单一的活动链路.因为这种生成的这种拓扑结构.很像是以根交换机为树干的树形结构.故为生成树协议
生成树协议是基于Radia Perlman在DEC工作时发明的一种算法被纳入了IEEE 802.1d中，2001年IEEE组织推出了快速生成树协议(RSTP)在网络结构发生变化时其比STP更快的收敛网络,还引进了端口角色来完善了收敛机制,被纳入在IEEE 802.1w中.
STP的工作过程如下：首先进行根网桥的选举，其依据是网桥优先级（bridge priority）和MAC地址组合生成的桥ID，桥ID最小的网桥将成为网络中的根桥（bridge root）。在此基础上，计算每个节点到根桥的距离，并由这些路径得到各冗余链路的代价，选择最小的成为通信路径（相应的端口状态变为forwarding），其它的就成为备份路径(相应的端口状态变为blocking)。STP生成过程中的通信任务由BPDU完成，这种数据包又分为包含配置信息的配置BPDU（其大小不超过35B）和包含拓扑变化信息的通知BPDU（其长度不超过4B）。