CloudEngine12800交换机Eth-Trunk&M-LAG技术白皮书.docx
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1、CIoudEngine12800系列交换机Eth-Trunk&M-LAG技术白皮书文档版本01发布日期2015-05-301以太网链路聚合简介12原理描述22.1 基本概念32.2 转发原理42.3 手工负载分担模式链路聚合52.4 LACP模式链路聚合52.5 使用链路聚合进行负载分担92.6 Eth-Tnmk支持接口流量本地优先转发(堆叠)1()2.7 M-LAG(跨设备链路聚合)123应用场景163.1 Eth-Trunk的应用173.2 M-LAG的应用174配置任务概览205配置注意事项226缺省配置267配置以太网链路聚合277.1 配置手工负载分担模式链路聚合287.1.1 (可
2、选)灵活配置链路聚合组数目287.1.2 创建链路聚合组281.1.1 置链路聚合模式为手工负载分担模式291.1.4 将成员接口加入聚合组291.1.5 (可选)配置活动接口数阈值321.1.6 (可选)配置负载分担方式321.1.7 检查配置结果357.2 配置LACP模式链路聚合357.2.1 (可选)灵活配置链路聚合组数目357.2.2 创建链路聚合组367.2.3 置链路聚合模式为LACP模式367.2.4 将成员接口加入聚合组377.2.6 (可选)配置负载分担方式417.2.7 (可选)配置系统LACP优先级437.2.8 (可选)配置接口LACP优先级447.2.9 (可选)配
3、置LACP抢占447.2.10 (可选)配置接收LACP报文超时时间457.2.11 检查配置结果467.3 配置Elh-Tnmk接口流量本地优先转发(堆叠)467.4 配置Eth-Trunk子接口477.5 配置M-LAG(跨设备链路聚合)477.5.1 配置DFSGroup487.5.2 配置peer-link497.5.3 配置绑定DFSGroup497.5.4 检查酉已置结果518维护链路聚合528.1 清除LACP统计信息538.2 监控链路聚合组运行状况538.3 使用Ping检测三层Eth-Trunk成员接口连通性539配置举例569.1 配置手工负载分担模式链路聚合示例579.
4、2 配置LACP模式的链路聚合示例599.3 配置动态LACP模式的链路聚合示例639.4 配置Eth-Trunk接口流量本地优先转发示例669.5 配置M-LAG双归接入普通以太网络示例719.6 配置M-LAG双归接入普通以太网络示例(增加心跳线)799.7 配置M-LAG双归接入TRILL示例879.8 配置基于SVF的M-LAG示例9410常见配置错误10310.1对端未配置链路聚合导致接口物理UP而链路协议DOWN10411参考信息105介绍以太网链路聚合的定义和目的。定义以太网链路聚合Eth-TrUnk简称链路聚合,它通过将多条以太网物理链路捆绑在一起成为一条逻辑链路,从而实现增加
5、链路带宽的目的。同时,这些捆绑在一起的链路通过相互间的动态备份,可以有效地提高链路的可靠性。目的随着网络规模不断扩大,用户对骨干链路的带宽和可靠性提出越来越高的要求。在传统技术中,常用更换高速率的接口板或更换支持高速率接口板的设备的方式来增加带宽,但这种方案需要付出高额的费用,而且不够灵活。采用链路聚合技术可以在不进行硬件升级的条件下,通过将多个物理接口捆绑为一个逻辑接口,达到增加链路带宽的目的。在实现增大带宽目的的同时,链路聚合采用备份链路的机制,可以有效的提高设备之间链路的可靠性。链路聚合技术主要有以下三个优势: 增加带宽链路聚合接口的最大带宽可以达到各成员接口带宽之和。 提高可靠性当某条
6、活动链路出现故障时,流量可以切换到其他可用的成员链路上,从而提高链路聚合接口的可靠性。 负载分担在一个链路聚合组内,可以实现在各成员活动链路上的负载分担。2原理描述关于本章介绍以太网链路聚合的实现原理。2.1 基本概念2.2 转发原理2.3 手工负载分担模式链路聚合2.4 1.ACP模式链路聚合2.5 使用链路聚合进行负载分担2.6 Eth-TrUnk支持接口流量本地优先转发(堆叠)2.7 M-LAG(跨设备链路聚合)2.1 基本概念如图2/所示,DeViCeA与DeViCeB之间通过三条以太网物理链路相连,将这三条链路捆绑在一起,就成为了一条逻辑链路,这条逻辑链路的最大带宽等于原先三条以太网
7、物理链路的带宽总和,从而达到了增加链路带宽的目的;同时,这三条以太网物理链路相互备份,有效地提高了链路的可靠性。二!说明Eth-TrUnk链路两端的速率必须保持一致,建议EIh-TrUnk链路两端相连的物理接口的数量、jumbo和流控配置保持一致。图2-1Eth-Trunk示意图链路聚合接口可以作为普通的以太网接口来使用,实现各种路由协议以及其它业务。与普通以太网接口的差别在于:转发的时候链路聚合组需要从成员接口中选择一个或多个接口来进行数据转发。以下是链路聚合的一些基本概念: 链路聚合、链路聚合组和链路聚合接口链路聚合是指将若干条物理接口捆绑在一起作为一个逻辑接口来增加带宽及可靠性的技术。链
8、路聚合组LAG(LinkAggregationGroup)是指将若干条以太链路捆绑在一起所形成的逻辑链路。每个聚合组唯一对应着一个逻辑接口,这个逻辑接口称之为聚合接口或Eth-Tnmk接口。 成员接口和成员链路组成Eth-Tnmk接口的各个物理接口称为成员接口。成员接口对应的链路称为成员链路。 活动接口和非活动接口、活动链路和非活动链路链路聚合组的成员接口存在活动接口和非活动接口两种。转发数据的接口称为活动接口,不转发数据的接口称为非活动接口。活动接口对应的链路称为活动链路,非活动接口对应的链路称为非活动链路。 活动接口数上限阈值设置活动接口数上限阈值的目的是在保证带宽的情况下提高网络的可靠性
9、。当前活动链路数目达到上限阈值时,再向Eth-TRmk中添加成员接口,不会增加Eth-TrUnk活动接口的数目,超过上限阈值的链路状态将被置为DOWn,作为备份链路。例如,有8条无故障链路在一个Eth-TrUnk内,每条链路都能提供IG的带宽,现在最多需要5G的带宽,那么上限阈值就可以设为5或者更大的值。其他的链路就自动进入备份状态以提高网络的可靠性。二说明手工负载分担模式链路聚合不支持活动接口数上限阈值的配置。关于手工负载分担模式,请参见手工负载分担模式链路聚合。 活动接口数下限阈值设置活动接口数下限阈值是为了保证最小带宽,当前活动链路数目小于下限阈值时,Eth-TrUnk接口的状态转为DO
10、Wn。例如,每条物理链路能提供IG的带宽,现在最小需要2G的带宽,那么活动接口数下限阈值必须要大于等于2。2.2 转发原理如图2-2所示,Eth-TrUnk位于MAC与LLC子层之间,属于数据链路层。图2-2Eth-TrUnk接口在以太网协议栈的位置DatalinklayerLLCEth-TrunkMACPhysicallayerPHYEth-TrUnk模块内部维护一张转发表,这张表由以下两项组成。 HASH-KEY值HASH-KEY值是根据数据包的MAC地址或IP地址等,经HASH算法计算得出。 接口号Eth-TrUnk转发表表项分布和设备每个Eth-TrUnk支持加入的成员接口数量相关,不
11、同的HASH-KEY值对应不同的出接口。例如,某设备每Eth-TrUnk支持最大加入接口数为32个,将接口1、2、3、4捆绑为一个Eth-TrUnk接口,HASH-KEY值和出接口相对应,此时生成的转发表如图23所示。图2-3Eth-Trunk转发表示例012345678311234123414HASH-KEYPORTEth-TrUnk模块根据转发表转发数据帧的过程如下:1. Eth-TrUnk模块从MAC子层接收到一个数据帧后,根据负载分担方式提取数据帧的源MAC地址/IP地址或目的MAC地址/IP地址。2. 根据HASH算法进行计算,得到HASH-KEY值。3. Eth-TRmk模块根据H
12、ASH-KEY值在转发表中查找对应的接口,把数据帧从该接口发送出去。2.3 手工负载分担模式链路聚合根据是否启用链路聚合控制协议LACP,链路聚合分为手工负载分担模式和LACP模式。2.4 手工负载分担模式下,Eth-TRmk的建立、成员接口的加入由手工配置,没有链路聚合控制协议的参与。该模式下所有活动链路都参与数据的转发,平均分担流量,因此称为负载分担模式。如果某条活动链路故障,链路聚合组自动在剩余的活动链路中平均分担流量。当需要在两个直连设备间提供一个较大的链路带宽而设备又不支持LACP协议时,可以使用手工负载分担模式。2.5 1.ACP模式链路聚合背景作为链路聚合技术,手工负载分担模式E
13、th-Tnlnk可以完成多个物理接口聚合成一个Eth-TrUnk口来提高带宽,同时能够检测到同一聚合组内的成员链路有断路等有限故障,但是无法检测到链路层故障、链路错连等故障。为了提高EIh-Tnmk的容错性,并且能提供备份功能,保证成员链路的高可靠性,出现了链路聚合控制协议LACP(LinkAggregationControlProtocol),LACP模式就是采用LACP的一种链路聚合模式。1.ACP为交换数据的设备提供一种标准的协商方式,以供设备根据自身配置自动形成聚合链路并启动聚合链路收发数据。聚合链路形成以后,LACP负责维护链路状态,在聚合条件发生变化时,自动调整或解散链路聚合。如图
14、24所示,DeViCeA与DeViCeB之间创建Eth-TnInk,需要将DeViCeA上的四个接口与DeViCeB捆绑成个Eth-Tnmk。由于错将DeViCeA上的一个接口与DeViCee相连,这将会导致DeViCeA向DeviCeB传输数据时可能会将本应该发到DeViCeB的数据发送到DeViCeCo而手工负载分担模式的Eth-TrUnk不能及时检测到此故障。如果在DeViCeA和DeViCeB上都启用LACP协议,经过协商后,Eth-TnInk就会选择正确连接的链路作为活动链路来转发数据,从而DeViCeA发送的数据能够正确到达DeViCeB。图2-4Eth-Trunk错连示意图基本概
15、念系统LACP优先级1.ACP模式下,两端设备所选择的活动接口必须保持一致,否则链路聚合组就无法建立。而要想使两端活动接口保持一致,可以使其中一端具有更高的优先级,另一端根据高优先级的一端来选择活动接口即可。系统LACP优先级就是为了区分两端设备优先级的高低而配置的参数,系统LACP优先级值越小优先级越高。 接口LACP优先级接口LACP优先级是为了区别同一个Eth-TrUnk中的不同接口被选为活动接口的优先程度,优先级高的接口将优先被选为活动接口。接口LACP优先级值越小,优先级越高。1.ACP模式实现原理基于IEEE802.3ad标准的LACP是一种实现链路动态聚合与解聚合的协议。LACP
16、通过链路聚合控制协议数据单元LACPDU(LinkAggregationControlProtocolDataUnit)与对端交互信息。 在LACP模式的Eth-TrUnk中加入成员接口后,这些接口将通过发送LACPDU向对端通告自己的系统优先级、MAC地址、接口优先级、接口号和操作Key(用来判断各接口相连对端是否在同一聚合组以及各接口带宽是否一致等)等信息。对端接收到这些信息后,将这些信息与自身接口所保存的信息比较,用以选择能够聚合的接口,双方对哪些接口能够成为活动接口达成一致,确定活动链路。 1.ACP模式EIh-TrImk建立的过程如下:1 .两端互相发送LACPDU报文。如图25所示
17、,在DeViCeA和DeViCeB上创建Eth-TrUnk并配置为LACP模式,然后向Elh-TrUnk中手工加入成员接口。此时成员接口上便启用了LACP协议,两端互发LACPDU报文。图25LACP模式链路聚合互发LACPDU2 .确定主动端和活动链路。如图26所示,两端设备均会收到对端发来的LACPDU报文。以DeViCeB为例,当DeViCeB收到DeViCeA发送的报文时,DeviCeB会查看并记录对端信息,然后比较系统优先级字段,如果DeViCeA的系统优先级高于本端的系统优先级,则确定DeViCeA为LACP主动端。如果DeViCeA和DeviCeB的系统优先级相同,比较两端设备的
18、MAC地址,确定MAC地址小的端为LACP主动端。选出主动端后,两端都会以主动端的接口优先级来选择活动接口,两端设备选择了一致的活动接口,活动链路组便可以建立起来,从活动链路中转发数据。图2-6LACP模式确定主动端和活动链路的过程主动端13 DeviceBn.a接口LACP优先级DeviceA123接口LACP优先级主动端通过比较端口优先级确定活动链路DeViCeA接口LACP优先级12主动端接口LACP优先级DeViCeB3LACP抢占使能LACP抢占功能后,聚合组会始终保持高优先级的接口作为活动接口的状态。如图27所示,接口PortlPoa2和Port3为Eth-Tnmk的成员接口,De
19、ViCeA为主动端,活动接口数上限阈值为2,三个接口的LACP优先级分别为10、20、30。当通过LACP协议协商完毕后,接口Portl和Port2因为优先级较高被选作活动接口,Port3成为备份接口。图2-7LACP抢占场景DeviceALACP端口优先级DeviceBPort110zK20Eth-Trunk(UPort3:主动端Port1PortJPort3ActivelinkBackuplink以下两种情况需要使能LACP的抢占功能。-Portl接口出现故障而后又恢复了正常。当接FlPortl出现故障时被Port3所取代,缺省情况下,故障恢复时POnl将处于备份状态;如果使能了LACP抢
20、占功能,当Portl故障恢复时,由于接口优先级比Port3高,将重新成为活动接口,Port3再次成为备份接口。-如果希望Port3接口替换POrt1、POrt2中的一个接口成为活动接口,可以使能了LACP抢占功能,并配置Port3的接口LACP优先级较高。如果没有使能LACP抢占功能,即使将备份接口的优先级调整为高于当前活动接口的优先级,系统也不会进行重新选择活动接口的过程,不切换活动接口。 LACP抢占延时配置抢占延时是为了避免由于某些链路状态频繁变化而导致Eth-Tnmk数据传输不稳定的情况。抢占延时是LACP抢占发生时,处于备用状态的链路将会等待一段时间后再切换到转发状态。活动链路与非活
21、动链路切换1.ACP模式链路聚合组两端设备中任何一端检测到以下事件,都会触发聚合组的链路切换:- 链路DOWn事件。- 1.ACP协议发现链路故隙。- 接口不可用。- 在使能了LACP抢占功能的前提下,更改备份接口的优先级高于当前活动接口的优先级。当满足上述切换条件其中之一时,按照如下步骤进行切换:1 .关闭故障链路。2 .从N条备份链路中选择优先级最高的链路接替活动链路中的故障链路。.优先级最高的备份链路转为活动状态并转发数据,完成切换。1.ACP实现方式链路聚合协议LACP分为静态LACP模式和动态LACP模式,它们各自的特点如下:静态LACP模式静态LACP模式是一种利用LACP协议报文
22、进行聚合参数协商,从而确定活动接口和非活动接口的链路聚合方式。静态LACP模式下,Elh-TrUnk的建立,成员接口的加入,都是由手工配置完成的。但与手工负载分担模式链路聚合不同的是,该模式下活动接口的选择由LACP协议报文负责。也就是说,当把一组接口加入Eth-Tnmk接口后,这些成员接口中哪些接口作为活动接口,哪些接口作为非活动接口还需要经过LACP协议报文的协商确定。静态LACP模式也称为M:N模式。这种方式同时可以实现负载分担和冗余备份的双重功能。在链路聚合组中M条链路处于活动状态,这些链路负责转发数据并进行负载分担,另外N条链路处于非活动状态作为备份链路,不转发数据。当M条链路中有链
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