高可靠性之链路聚合技术

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前言

这几天参加了一个线上面试 问到了链路聚合 今天就来整理一下现实中比较常见的链路聚合吧 此次分为链路聚合的基本概念以及基本配置和简单的网络拓扑 如果现实情况中线路带宽占用较大且布线较为方便的话 可以考虑链路聚合技术增加带宽

知识准备

链路聚合技术是实现链路冗余备份和链路的负载均衡的重要技术,也是一项重要的高可靠的技术。

技术优点

  1. 增加链路带宽 链路带宽最大为聚合组的成员链路的带宽和。
  2. 增加链路可靠性 聚合组存在多条成员链路的情况下,单条的链路故障不会引起聚合链路传输失败,其业务流量可以按照一定规则分配到其他链路成员进行传输。
  3. 链路负载分担 业务流量可分配到多条成员链路进行传输,提高链路使用率。
  4. 可动态配置

基本概念

  1. 聚合组、成员端口、聚合端口

    聚合组是一组以太网接口的集合。聚合组是随着集合接口的创建而自动生成 其编号与聚合接口相同。 根据以太网接口类型 可分为二层聚合组和三层聚合组成员端口是聚合组的某一个成员接口。 聚合接口为逻辑接口

  2. 聚合组内成员端口具有三种状态

    1. 选中状态 Selected 表示此成员端口可以参与数据转发
    2. 非选中 Unselected 表示此成员端口 不能参与数据转发
    3. 独立 Individual 表示此成员端口可以作为普通物理口参与数据转发
  3. 链路聚合分类

    1. 静态聚合 手动配置 兼容性强
    2. 动态聚合

LACP模式

1.系统优先级

  • Lacp模式下 设备两端活动接口数目必须保持一致,否则链路聚合组无法建立。此时可以将一端设置为主动端,另一端为被动端,被动端根据主动端选择活动接口
  • 通过系统优先级确定主动端 值越小越优先 默认32768 优先级一致比较mac mac越小越优先

2.接口优先级

  • Lacp会根据接口优先级来选择活动接口 优先级高的优先被选择为活动接口 接口优先级值越小 优先级越高
  • 接口优先级默认32768 优先级一致 比较接口编号 越小越优
  • [Bridge-Aggregation]port lacp system-priority 4096

3.最大活动接口数

  • 默认最大活动接口为8个 当链路聚合组成员大于最大活动接口数时 区分为活动接口和非活动接口 活动接口down时 会重新选举新的活动接口
  • [Bridge-Aggregation]link-aggregation selected-port maximum max-number {lacp-sync}
  • 对于静态聚合组,本端和对端配置的聚合组中的最大选中端口数必须一致。对于动态聚合组,不指定lacp-sync参数时,本端和对端配置的聚合组中的最大选中端口数必须一致;指定lacp-sync参数时,本端和对端聚合组中的最大选中端口数以配置值最小的一端为准。

4.负载分担模式 [本地有效 对出方向报文生效]

  • 负载分担逐流(缺省)还是逐包 load-balance [flow | packet]
  • 常见模式: 源IP 源MAC 目的IP 目的MAC 源目IP 源目MAC
  • 根据实际情况 配置合适的负载分担模式 例如源目MAC相同 源目IP不同 选择源目IP方式
  • 【华为】load-balance [dst-ip | dst-mac | src-ip-mac | ... ]

5.成员接口速率不一致问题

  • 缺省情况下,设备未使能不同速率的接口加入链路聚合组,只能相同速率加入链路聚合组
  • 原因 当数据为千兆时 负载分担在速率不同的百兆接口和千兆接口上 会出现问题

6.设置最小活动接口数

  • 当链路聚合组活动成员小于最小活动接口数 链路聚合down
  • 作用 为了保证链路聚合组最小带宽 当不满足最小带宽时 链路聚合组down
  • 实际场景 三台交换机两两相连 a与b、c作链路聚合,b、c正常互连 当ab链路不满足最小带宽时 链路聚合down 然后stp生成树生效 然后将a、b相连口down掉 实现a、c之间最大带宽
  • [Bridge-Aggregation]link-aggregation selected-port minimum

基本配置

  1. 在系统视图下 创建聚合端口
interface bridge-aggregation <interface-number>
  1. 在接口视图下 将物理端口加入聚合组中
port link-aggregation group <number>

显示与维护

dis link-aggregation verbose        // 查看详细信息
display link-aggregation summary    // 查看链路聚合状态

网络拓扑

静态链路聚合配置示例

对SWA, SWB的 g1/0/1 g1/0/2 g1/0/3进行链路聚合 实现增加带宽提高可靠性

image.png

SWA配置

[SWA]interface Bridge-Aggregation 1    // 创建聚合组
[SWA-Bridge-Aggregation1]qu
[SWA]interface g1/0/1
[SWA-GigabitEthernet1/0/1]port link-aggregation group 1   // 将该接口添加到聚合组1
[SWA-GigabitEthernet1/0/1]qu
[SWA]interface g1/0/2
[SWA-GigabitEthernet1/0/2]port link-aggregation group 1    // 将该接口添加到聚合组1
[SWA-GigabitEthernet1/0/2]qu
[SWA]interface g1/0/3
[SWA-GigabitEthernet1/0/3]port link-aggregation group 1    // 将该接口添加到聚合组1
[SWA-GigabitEthernet1/0/3]qu

SWB配置

[SWB]interface Bridge-Aggregation 1
[SWB-Bridge-Aggregation1]qu
[SWB]interface g1/0/1
[SWB-GigabitEthernet1/0/1]port link-aggregation group 1
[SWB-GigabitEthernet1/0/1]qu
[SWB]interface g1/0/2
[SWB-GigabitEthernet1/0/2]port link-aggregation group 1
[SWB-GigabitEthernet1/0/2]qu
[SWB]interface g1/0/3
[SWB-GigabitEthernet1/0/3]port link-aggregation group 1
[SWB-GigabitEthernet1/0/3]qu

查看链路聚合状态

以下信息显示 聚合端口ID为1 聚合方式为静态聚合S 包含3个Selected活动端口 处于激活状态并工作在负载分担模式下

[SWA]display link-aggregation summary
Aggregation Interface Type:
BAGG -- Bridge-Aggregation, BLAGG -- Blade-Aggregation, RAGG -- Route-Aggregation, SCH-B -- Schannel-Bundle
Aggregation Mode: S -- Static, D -- Dynamic
Loadsharing Type: Shar -- Loadsharing, NonS -- Non-Loadsharing
Actor System ID: 0x8000, 7edf-7a7c-0100

AGG        AGG   Partner ID              Selected  Unselected  Individual  Share
Interface  Mode                          Ports     Ports       Ports       Type
--------------------------------------------------------------------------------
BAGG1      S     None                    3         0           0           Shar
[SWA]

动态链路聚合+VLAN配置示例

拓扑图如上图所示 将聚合方式配置为动态聚合 且增添VLAN配置

SWA配置

[SWA]interface Bridge-Aggregation 1
[SWA-Bridge-Aggregation1]link-aggregation mode dynamic
[SWA-Bridge-Aggregation1]qu

[SWA]interface Bridge-Aggregation 1    // 进入聚合组进行相关VLAN配置
[SWA-Bridge-Aggregation1]port link-type trunk    // 进行VLAN配置
Configuring GigabitEthernet1/0/1 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/2 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/3 done.
[SWA-Bridge-Aggregation1]port trunk permit vlan all    // 允许所有VLAN通过
Configuring GigabitEthernet1/0/1 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/2 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/3 done.
[SWA-Bridge-Aggregation1]undo port trunk permit vlan 1    // 拒绝VLAN1通过
Configuring GigabitEthernet1/0/1 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/2 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/3 done.
[SWA-Bridge-Aggregation1]

SWB配置

[SWB]interface Bridge-Aggregation 1
[SWB-Bridge-Aggregation1]link-aggregation mode dynamic
[SWB-Bridge-Aggregation1]port link-type trunk
Configuring GigabitEthernet1/0/1 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/2 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/3 done.
[SWB-Bridge-Aggregation1]port trunk permit vlan all
Configuring GigabitEthernet1/0/1 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/2 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/3 done.
[SWB-Bridge-Aggregation1]undo port trunk permit vlan 1
Configuring GigabitEthernet1/0/1 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/2 done.
Configuring GigabitEthernet1/0/3 done.
[SWB-Bridge-Aggregation1]

查看链路聚合详细信息

[SWA]dis link-aggregation verbose
Loadsharing Type: Shar -- Loadsharing, NonS -- Non-Loadsharing
Port Status: S -- Selected, U -- Unselected, I -- Individual
Port: A -- Auto port, M -- Management port, R -- Reference port
Flags:  A -- LACP_Activity, B -- LACP_Timeout, C -- Aggregation,
        D -- Synchronization, E -- Collecting, F -- Distributing,
        G -- Defaulted, H -- Expired

Aggregate Interface: Bridge-Aggregation1
Creation Mode: Manual
Aggregation Mode: Dynamic
Loadsharing Type: Shar
Management VLANs: None
System ID: 0x8000, 7edf-7a7c-0100
Local:
  Port                Status   Priority Index    Oper-Key               Flag
  GE1/0/1(R)          S        32768    1        1                      {ACDEF}
  GE1/0/2             S        32768    2        1                      {ACDEF}
  GE1/0/3             S        32768    3        1                      {ACDEF}
Remote:
  Actor               Priority Index    Oper-Key SystemID               Flag
  GE1/0/1             32768    1        1        0x8000, 7edf-7e5a-0200 {ACDEF}
  GE1/0/2             32768    2        1        0x8000, 7edf-7e5a-0200 {ACDEF}
  GE1/0/3             32768    3        1        0x8000, 7edf-7e5a-0200 {ACDEF}
[SWA]

验证链路聚合备份功能

[SWA-GigabitEthernet1/0/3]shutdown    // 关闭g1/0/3接口
[SWA]dis link-aggregation verbose
Loadsharing Type: Shar -- Loadsharing, NonS -- Non-Loadsharing
Port Status: S -- Selected, U -- Unselected, I -- Individual
Port: A -- Auto port, M -- Management port, R -- Reference port
Flags:  A -- LACP_Activity, B -- LACP_Timeout, C -- Aggregation,
        D -- Synchronization, E -- Collecting, F -- Distributing,
        G -- Defaulted, H -- Expired

Aggregate Interface: Bridge-Aggregation1
Creation Mode: Manual
Aggregation Mode: Dynamic
Loadsharing Type: Shar
Management VLANs: None
System ID: 0x8000, 7edf-7a7c-0100
Local:
  Port                Status   Priority Index    Oper-Key               Flag
  GE1/0/1(R)          S        32768    1        1                      {ACDEF}
  GE1/0/2             S        32768    2        1                      {ACDEF}
  GE1/0/3             U        32768    3        1                      {AC}
Remote:
  Actor               Priority Index    Oper-Key SystemID               Flag
  GE1/0/1             32768    1        1        0x8000, 7edf-7e5a-0200 {ACDEF}
  GE1/0/2             32768    2        1        0x8000, 7edf-7e5a-0200 {ACDEF}
  GE1/0/3             32768    3        1        0x8000, 7edf-7e5a-0200 {AE}
[SWA]

动态链路聚合|负载分担模式

SWA

[SWA]interface Bridge-Aggregation 1
[SWA]link-aggregation mode dynamic  // 配置链路聚合模式为动态LACP
[SWA-Bridge-Aggregation1]link-aggregation load-sharing mode source-ip  // 配置负载分担模式基于源IP
[SWA-Bridge-Aggregation1]port lacp system-priority 4096 // 配置LACP优先级
[SWA]int range GigabitEthernet 1/0/1 to GigabitEthernet 1/0/3
[SWA-if-range]port link-aggregation group 1
[SWA-if-range]quit

SWB配置类似

知识思考

  1. 链路聚合的成员端口不可以再继续配置VLAN相关配置 各个成员端口需为同样的配置且在聚合组里进行配置
  2. 两端未全部使用链路聚合时 可能会触发stp dispute 保护措施
  3. 并非所有的设备都支持动态聚合模式 动态聚合模式会自动调整链路故障问题

计划补充

  • 动态链路聚合的主备模式
  • 链路聚合与M-lag