快速以太网通道技术

强迫端口加入通道而不使用LACP。在此模式下，只有 相连的两个端口组同时处于On模式，快速以太网通 道才可用 禁止端口加入通道 缺省模式，将端口置于被动协商状态。Passive状态下 的端口会响应收到的LACP数据包，但不会发起 LACP协商。 将端口置于主动协商状态。Active状态下的端口会通过 发送LACP数据包来向其他端口发起协商。
不允许快速以太网通道的形成。
（3）Auto
处于Auto模式的端口被置于被动的协商状态，这时，
端口不主动发送PAgP数据帧，而是等待对方端口发来 PAgP数据帧，并回应PAgP数据帧，形成快速以太网通道。
只有对方端口为Desirable状态时，快速以太网通道才能形
成。 （4）Desirable 当处于Desirable模式时，端口会主动发出PAgP数据 帧与对方端口进行协商，如果对方处于Desirable状态或
的广播帧不会从快速以太网通道的其他端口传送回来。
使用LACP协议时，可以在一个快速以太网通道中加入 多达16个端口。不过其中只有8个端口是处于激活状态，其
他8个处于热备份状态。当8个处于激活状态中的某个端口发
生故障时，处于热备份状态的端口会自动将其替换。
模 式
功
能
On
Off Passive Active
表 LACP快速以太网通道模式
LACP协议使用Active和Passive两种模式。处于Active 模式的端口主动发送LACP包，与对方协商；处于Passive模 式的端口只能应答LACP包。显然，均处于Passive模式的端 口不能组成快速以太网通道。Active模式相当于PagP协议的 Desirable模式，Passive模式相当于PagP协议的Auto模式。
快速以太网通道是基于802.3协议的全双工技术，为网 络管理者提供使用现存的电缆和网络设备基础设施创建快 速、可靠、高速骨干的能力。在快速以太网和吉比特以太 网技术中，可将4个全双工点对点物理链路聚合成一条逻 辑通道。对于快速以太网，快速以太网通道技术将4条物 理链路速度为100Mbps的半双工端口聚合在一起，形成一 个逻辑的快速以太网通道，然后再将半双工转换为全双工， 这样将原来100Mbps的速度提高到800Mbps。同样的道理， 在以太网和千兆位以太网中都可以应用，对于吉比特以太 网，吉比特以太网通道把物理链路速度为2Gbps的端口速 度提高到8Gbps；对于以太网，以太网通道把物理链路速 度为10Mbps的端口速度提高到80Mbps，下图说明了物理 链路聚合成快速以太网通道的形式。
5.1 快速以太网通道 5.1.1 快速以太网通道概述
所谓的快速以太网通道实际上是将交换机上的几个 物理端口聚合成一个逻辑端口，通过逻辑端口提供更高的 传输速率的同时，提供物理链路的冗余和负载均衡。使用 快速以太网通道技术，可以改善网络的性能，提高网络的 可靠性。快速以太网通道技术应用在交换机之间的连接、 交换机与路由器之间的连接以及交换机与服务器之间的连 接。如果是将快速以太网端口聚合在一起，就称为快速以 太网通道FEC（Fast EtherChannel）；如果将吉比特以 太网端口聚合在一起则称为吉比特以太网通道GEC （Gigabit EtherChannel）; 如果将以太网端口聚合在一起 则称为以太网通道（EtherChannel）。
Off
Auto
Desirable
Silent
non-Silent
在PAgP协议中，参与快速以太网通道的端口处于以下四
种模式： （1）On 在On模式下，不需要与对方端口协商，也不需要与对 方交换PAgP数据帧，只要对方端口处于On状态，快速以 太网通道就可以形成了。 （2）Off 处于Off模式的端口，不在端口之间交换PAgP数据帧，
5.2.2 Cisco 快速以太网通道技术优点 与单链路以太网技术相比，Cisco快速以太网通道技 术为需要在服务器之间、路由器之间以及交换机之间提 供高带宽的用户提供了一个很好的解决方案。Cisco快速 以太网通道技术使网络具有带宽升级的潜力，使网络具 有了很大的可扩展性。Cisco快速以太网通道技术具有如 下优点： 1、基于国际标准 2、多平台 3、可灵活增加的带宽 4、负载均衡 5、弹性和快速收敛 6、易于管理 7、透明的网络应用 8、兼容Cisco IOS
A
Si Si
B
快速以太网 通道
100/1000 100/1000 100/1000 100/1000
以太网通道 以太网通道 以太网通道 以太网通道
快速以太网 通道
图 快速以太网通道工作原理
二、PAgP和LACP 端口聚集控制协议PAgP（Port Aggregation Control Protocol）和链路聚集控制协议LCAP（Link Aggregation Control Protocol）都是用来实现快速以太网通道的协议，
下图中，一个快速以太网通道将交换机连接到了路由
器，交换机连接4台工作站。交换机将路由器作为一个 MAC地址，因此在交换机快速以太网通道上基于源MAC地
址的转发能保证交换机利用路由器的所有可用带宽。路由
器上配置了基于目标MAC地址的转发，从而保证了众多工 作站在路由器的快速以太网通道上的通信是均匀分布的。
Auto状态并且端口兼容，则双方协商成功，然后形成快速
以太网通道。
状态 On Off Auto Desirable
On 是 否 否 否
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Off 否 否 否 否
Auto 否 否 否 是
Desirable 否 否 是 是
表 PAgP协议快速以太网通道形成状态
2、LACP协议
IEEE802.3ad中定义了LACP协议。不同厂商的设备只 要支持802.3ad标准即可进行互连组成快速以太网通道。通 过在具有建立快速以太网通道能力的端口之间交换数据帧， PAgP协议实现在相邻端口之间动态自动形成快速以太网通 道。利用PAgP形成快速以太网通道之后，在生成树协议中 便成为单一的端口。广播帧只通过快速以太网通道中的一 个端口进行传输，从快速以太网通道的一个端口发送出去
10/100 交换机
10/100 交换机
100Mbps骨干
100Mbps骨干
100Mbps快速 以太网通道
800Mbps快速 以太网通道
400Mbps快速以太网通道到服务器 400Mbps快速以太网通道到服务器
图 4条物理链路聚合成一条快速以太网通道
5.1.2 快速以太网通道的技术原理
一、快速以太网通道工作机制 快速以太网通道通过将多条全双工的物理链路聚合起来， 对网络终端提供一个逻辑端口。这个逻辑端口的传输速率是 组成这个快速以太网通道的所有物理链路传输速率的总和。 快速以太网通道对网络应用来讲是透明的，在工作中如果组 成快速以太网通道的一条物理链路不能正常工作，组成快速 以太网通道的其他物理链路将分担失败链路的流量，保证网 络的正常应用。快速以太网的负载均衡是指通过快速以太网 通道的数据帧根据源MAC地址和目的MAC地址自动在组成 快速以太网通道的物理链路上进行平均分配，如果其中的一 条物理链路失败，它所承担的数据帧流量将均匀地转移到快 速以太网通道中其他正常工作的物理链路中。
模 On
式
功
能
强迫端口加入通道而不使用PAgP。在此模式下，只有 相连的两个端口组同时处于On模式下，快速以太网 通道才可用。 禁止端口加入通道。 缺省模式，将端口置于被动协商状态。Auto状态下的 端口会响应收到的PAgP数据包，但不会发起PAgP协 商。 将端口置于主动协商状态。Desirable状态下的端口会通 过发送PAgP数据包来向其他端口发起协商。 缺省的次级PAgP设置。当不希望从对端设备接收到任 何通信时，使用此关键字来配合Auto或Desirable模 式。这项功能可防止链路作为失效链路通告给生成 树。 当希望从对端设备接收通信时，将此关键字与Auto或 Desirable模式配合使用。
5.2.4 Cisco快速以太网通道拓扑结构 5.2.5 配置快速以太网通道
一、配置快速以太网通道的基本原则 如果快速以太网通道配置的不正确，为避免出现网络 循环或其他的问题，一些参与快速以太网通道的端口会自 动进入禁止状态，因此，在进行快速以太网通道配置时， 应遵循如下原则： 1、在一个快速以太网通道中，最多有8个兼容的端口； 2、确保在同一个快速以太网中所有端口使用相同的协议； 3、PAgP和LACP是不兼容的，快速以太网通道的两端端口 必须使用相同的协议； 4、要确保快速以太网通道中的所有端口的速度、传输模式 是一致的； 5、交换机的一个端口只能属于一个快速以太网通道； 6、LACP不支持半双工模式的连接。
10/100 交换链路
10/100 交换链路
10/100 交换链路
10/100 交换链路
图 典型以太网通道网络配置
5.2 Cisco快速以太网通道技术 5.2.1概述 随着快速以太网在局域网中的广泛部署，为了得到更 高的带宽，用户要么更新设备，要么集中现有的资源，加 以有效利用。避免资源浪费的一个有效方法就是使用快速 以太网通道技术。 Cisco快速以太网通道技术建立在标准802.3全双工快 速以太网的基础上，为网络管理员提供一个可靠的、高速 的局域网解决方案。在Cisco交换机之间可将4条全双工的 物理链路绑定在一起形成一个逻辑链路，根据快速以太网、 千兆位以太网以及万兆位以太网的连接速度（100Mbps、 1Gbps或10Gbps），快速以太网通道可以为局域网提供高 达800Mbps、8Gbps甚至80Gbps的可用带宽。在提供高带 宽的同时，Cisco快速以太网通道还支持负载均衡和链路容 错。
三、负载均衡
在Cisco交换机中，帧的分配通过哈希算法，分布到构
成一条以太网通道的各个端口上，以达到负载均衡。这个 算法在源IP地址、目的IP地址、源和目的IP地址相结合、 源MAC地址或目标MAC地址等的一个或多个低位执行异或 操作，根据异或的结果选择在哪一条链路上转发帧。对于 双端口绑定，使用最低位进行异或；对于4端口绑定则使 用最低2位进行异或。以此类推，若是8端口绑定，则使用 最低3位进行异或。
于源IP地址、目标IP地址的负载均衡也会同时启用。同一站
点之间的IP数据包将会通过通道中的同一端口转发，不同站 点之间的数据包将会通过不同的端口转发。
2、基于目标MAC地址转发
当数据帧被转发到以太网通道时，快速以太网通道依 据帧的目标MAC地址将数据帧通过不同的端口进行转发。 发往同一目的地的数据帧使用通道中的同一端口，发往不 同目的地的数据帧使用通道中的不同端口进行转发。
一般地，快速以太网通道使用基于源MAC地址转发或基于
目标MAC地址转发这两种方法实现负载均衡。 1、基于源MAC地址转发 当数据帧被转发到快速以太网通道时，快速以太网通道 依据帧的源MAC地址将数据帧通过不同的端口进行转发。
不同站点的数据帧将通过通道中不同的端口转发，同一站
点的数据帧将通过通道中的同一站点转发。 启用基于源MAC地址转发的方式后，第三层接口上基
利用这些协议可以通过与相邻交换机动态协商的办法，将
具有相同特性的端口形成一个通道。 PAgP是Cisco特有 的协议，只能在Cisco的交换机上运行，LACP协议是 IEEE.802.3ad标准定义的协议，只要遵循IEEE.802.3ad 标准的交换机都可以运行。
1、PAgP协议 PagP协议是Cisco专用的端口聚合协议。该协议可以 让交换机的端口自动协商建立快速以太网通道。使用 PAgP协议，交换机可以了解支持PAgP的交换机的标识和 每个接口的能力，然后交换机动态地将配置相似的端口组 成一组，形成一条逻辑链路，称为通道或聚集端口。 在PAgP协议中，Cisco为快速以太网通道定义了四种 模式：on、off、Auto以及Desirable，如表所示。
基于源MAC地址转发 以太网通道
基于目标MAC地址转发
图 基于源、目标MAC地址的负载平衡
5.2.3快速以太网通道的优点
快速以太网通道具有如下优点：
1、对网络应用透明 2、负载均衡 3、弹性和快速收敛
Catalyst4506交换机
吉比特以太网通道 Catalyst3550-12T 交换机 1000Base-X 1000Base-X