LACP-以太网链路聚合

LACP-以太网链路聚合以太网链路聚合是指将多个以太网端口聚合到一起，当作一个端口来处理，并提供更高的带宽和链路安全性。

10.1.1 介绍定义链路聚合组（LAG）将多个物理链路聚合起来，形成一条速率更大的逻辑链路传送数据。

链路聚合的作用域在相邻设备之间，和整个网络结构不相关。

在以太网中，链路和端口一一对应，因此链路聚合也叫做端口聚合。

LACP（Link Aggregation Control Protocol）是IEEE 802.3ad标准中实现链路聚合的控制协议。

通过该协议，不但可以自动实现设备之间端口聚合不需要用户干预，而且还可以检测端口的链路层故障，完成链路的聚合控制。

目的链路聚合组可以实现以下功能：l 增加链路带宽链路聚合组可以为用户提供一种经济的提高链路容量的方法。

通过捆绑多条物理链路，用户不必升级现有设备就能获得更大带宽的数据链路，其容量等于各物理链路容量之和。

聚合模块按照其负荷分担算法将业务流量分配给不同的成员，实现链路级的负荷分担功能。

l 提高链路安全性链路聚合组中，成员互相动态备份。

当某一链路中断时，其它成员能够迅速接替其工作。

链路聚合类型按照聚合类型分类可以分为手工聚合、动态聚合和静态聚合。

MA5680T/MA5683T 支持手工聚合和静态聚合，不支持动态聚合。

l 手工链路聚合由用户手工创建聚合组，增删成员端口时，不运行LACP （Link Aggregation Control Protocol）协议。

端口存在UP和DOWN两种状态，根据端口物理状态（UP和DOWN）来确定是否进行聚合。

手工链路聚合由于没有使用LACP协议，链路两端的设备缺少对聚合进行协商的必要交互，因此对聚合的控制不够准确和有效。

例如，如果用户错误地将物理链路连接到不同的设备上或者同一设备的不能形成聚合的端口上，则系统无法发现。

另外，手工链路聚合只能工作在负荷分担方式，应用也存在一定限制。

l 动态链路聚合动态链路聚合在完全没有人工干预的情况下自动生成聚合，它使设备具有了某些即插即用的特性。

但在实际应用中，这种聚合方式显得过于灵活，会给用户带来使用上的不便与困难。

例如，由于聚合组是设备动态生成的，因此在设备重启等情况下聚合组ID就可能会发生变化，这将给设备的管理带来麻烦。

静态链路聚合由用户创建聚合组，增删成员端口时，要运行LACP协议。

端口存在Selected（活动状态）和Standby（备用状态）两种状态。

通过LACP 协议在设备之间交互聚合信息，对聚合信息达成一致。

Selected端口是实际工作的端口，上面有流量发生。

Standby端口则只是处于一种备用状态，上面不会有流量发生。

因此，静态链路聚合组可能并非所有的成员端口都同时工作，而且端口的Selected和Standby状态会随着设备的运行和外部环境的变化而改变，使静态链路聚合实现负荷分担聚合和非负荷分担聚合成为可能。

静态聚合与手工聚合相比，对聚合的控制更加准确和有效。

LAG工作模式LAG支持以下两种工作类型：l 负荷分担模式聚合组的各成员链路上同时都有流量（traffic）存在，它们共同进行负载的分担。

采用负荷分担后可以给链路带来更高的带宽。

当聚合组成员发生改变，或者部分链路发生失效时，流量会自动重新分配。

l 非负荷分担模式（主备模式）聚合组只有一条成员链路有流量存在，其它链路则处于Standby 状态。

这实际上提供了一种“热备份”的机制，因为当聚合中的活动链路失效时，系统将从聚合组中处于Standby状态的链路中选出一条做为活动链路，以屏蔽链路失效。

MA5680T/MA5683T以太网链路聚合支持如下规格：l 支持以太网链路同板聚合和跨板聚合。

–同板聚合：是指将同一单板内的两个或多个端口绑定到一块作为一个端口来使用，起到负荷分担和链路保护的作用。

–跨板聚合：是指通过绑定处于相邻的两块业务板或主控板与上行板中的端口，将两个或多个端口绑定到一起作为一个逻辑端口使用，这个逻辑端口又称为聚合组或者链路聚合组。

l 最大支持128个聚合组，每个聚合组最多包括8个物理端口。

l 支持手工配置和静态配置链路聚合，不支持动态链路聚合。

l 支持负荷分担模式和非负荷分担模式（主备模式）的链路聚合。

l 支持同一聚合组内M条链路主用N条链路备用的链路聚合。

l 负荷分担支持按源MAC、源MAC和目的MAC组合策略进行报文分发。

l 支持如下跨板聚合：–支持ETHB的跨板聚合。

–支持SPUA单板的跨板聚合。

并且支持SPUA单板在有业务配置的情况下进行聚合与去聚合（聚合与去聚合的两块单板，最多只能有一块板有业务配置）。

–支持OPGD单板的跨板聚合。

并且支持OPGD单板在有业务配置的情况下进行聚合与去聚合（聚合与去聚合的两块单板，最多只能有一块板有业务配置）。

–支持SCUN主控板的跨板聚合。

–支持SCUN和GIU单板间的跨板聚合。

–支持GIU的跨板聚合。

l 光口聚合的切换时间在50ms以内；电口聚合的切换时间在1s以内。

实现原理LACP 协议介绍LACP（Link Aggregation Control Protocol）是基于IEEE802.3ad 标准的一种协议，主要有以下功能：为交换数据的设备提供一种标准的协商方式，系统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。

l 聚合链路形成后，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。

LACP 协议通过以下步骤来实现设备A与设备B之间对链路的聚合：1. 设备A和设备B通过端口PORT1、PORT2、PORT3和PORT4与对方交换LACP报文。

LACP报文包括系统优先级、系统MAC、端口优先级、端口号和操作KEY（操作KEY反映了端口的聚合能力，决定它的因素有很多，如端口的物理特征（速率、双工）、网络管理者设置的配置约束以及端口自身实现的特征和限制等）。

2. 设备B收到设备A的LACP报文后，将LACP报文信息与其它端口所保存的信息比较，选择能够汇聚的端口。

3. 设备A收到设备B的LACP报文后，将LACP报文信息与其它端口所保存的信息比较，选择能够汇聚的端口。

4. 设备A和设备B对可以加入汇聚组的端口达成一致，形成链路汇聚组。

如图10-1LACP协议特征：l 系统通过交换协议报文实现自协商，报文中包含本系统的配置和当前状态。

l 协议报文分以下两种方式发送：–事件触发本端状态或配置变化等事件引发新的协议报文产生和发送。

–周期发送聚合链路稳定工作时，系统定时发送当前状态以维护聚合。

l 协议报文不带编号，因此双方不采用检测和重发丢失协议报文方式，而是采用定时器和周期发送机制来避免信息丢失。

l 平均每秒发送的协议报文不超过5 个。

链路聚合后，聚合组内的成员端口有Selected和Standby两种状态。

Selected和Standby状态是LACP协议层维护的聚合端口状态，并不是端口的物理状态，但是端口的物理状态变化会引起LACP协议层的端口状态变化。

例如，如果聚合端口故障，LACP协议层的端口状态会迁移到Standby。

除了物理端口状态变化会引起LACP协议层端口状态变化以外，通过LACPDU（LACPData Unit）交互也可以引起LACP协议层的端口状态变化。

例如，接收到对端LACPDU通知的时候，可能会对端口状态进行改变。

所以，支持LACP以后，提高了链路聚合的安全性，支持以下聚合链路状态的检测：l 物理端口状态变化l 单板故障l 端口转发失效l 对端聚合端口状态变化LACP协议还支持系统优先级、端口优先级、快慢交互周期等机制。

l 系统优先级在LACP协议中，通过系统优先级来控制对接设备的主从关系。

从设备必须要遵从主设备的选择结果进行Selected端口的选择，否则会导致设备无法进行正常的对接。

l 端口优先级通过端口优先级选择主端口和从端口。

l 交互周期为了保证LACP协议检测的灵敏度，协议中规定了两个定时周期（ShortTimeout，Long Timeout），可以调整交互周期达到最佳效果。

除非对端设备通知使用慢周期，设备才使用慢周期进行交互，否则设备一直使用快周期进行报文交互和发送。

MA5680T/MA5683T支持的时间周期值如下：–短周期时间值：1s-10s–长周期时间值：20s-40s链路聚合实现原理MA5680T/MA5683T支持链路手工聚合和静态聚合。

手工聚合组只支持负荷分担模式，静态聚合支持负荷分担模式和主备模式。

负荷分担模式以主控板的两个端口进行聚合为例，采用负荷分担时，聚合组的各成员链路都处于Selected 状态，每条链路上都有流量（traffic）存在，它们共同进行负载的分担。

如图10-2所示。

l 成员链路L1、L2处于聚合组LAG1。

MA5680T/MA5683T和对端Switch都需要将对应的两个端口加入一个聚合组。

l 成员链路L1、L2处于Selected 状态，都有流量存在。

负荷分担的策略可以根据源MAC地址，也可以根据源MAC地址和目的MAC地址的组合。

l 如果其中一个端口故障或者对应的链路故障，MA5680T/MA5683T主控板就不会把流量发送到故障端口。

非负荷分担模式（主备模式）以主控板的两个端口进行聚合为例，采用非负荷分担时，聚合组中只有一条成员链路处于Selected 状态，有流量（traffic）存在，其它链路则处于Standby 状态，这实际上提供了一种“热备份”的机制。

因为当聚合中的活动链路失效时，系统将从聚合组中处于Standby 状态的链路中选出一条做为活动链路，以屏蔽链路失效。

如图10-3所示。

l 成员链路L1、L2处于聚合组LAG1。

l 成员链路L1处于Selected 状态，有流量存在。

l 成员链路L2处于Standby 状态，不存在流量，对成员链路L1提供一种“热备份”的机制。

l 当成员链路L1失效后，系统将L2做为活动链路跨板聚合实现原理跨板端口聚合在对外体现上，与板内端口聚合相同，包括聚合组端口的数量、负荷分担策略等。

在使用跨板聚合特性前，要确保相应两块单板支持跨板聚合，以及两块单板之间已经通过背板或面板互连起来。

l 如果两块GIU板状态都正常，从用户业务板来的业务流会根据报文的MAC地址进行负荷分担，将业务流分到两块单板的聚合端口上。

l 如果一块GIU单板的端口故障（Link down），故障端口的业务流会切换到另一块状态正常单板的端口上。

l 如果一块GIU单板故障，故障单板的业务流会切换到状态正常的单板上跨板聚合上行组网应用跨板聚合特性的典型应用组网如图10-6所示。

这种应用可以增加上行带宽（负荷分担）和进行链路保护，并可以保护单板故障的场景。

MA5680T/MA5683T支持双归到两台上层设备，但LACP协议协商时要求MA5680T/MA5683T设备优先级更高，主动选择用上层哪台设备作主用，另一台设备作为备用。