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本地網路設計/鏈路聚合 - IEEE 802.3ad

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鏈路聚合 - IEEE 802.3ad

鏈路聚合,標準化名稱為 IEEE 802.3ad,通常用於骨幹網中的網橋之間或網橋和伺服器之間,以將多個物理鏈路(通常為 2-4 個)聚合成單個邏輯通道,以便

  • 增加鏈路頻寬容量:流量在聚合中的鏈路之間分配;
  • 改善彈性,即容錯:如果聚合中的一個鏈路出現故障
    • 邏輯通道的頻寬下降是平滑的;
    • 無需等待 STP 收斂時間:STP 將邏輯通道視為單個更高容量的鏈路 → 只有鏈路成本會發生變化。

在同一組中聚合的所有物理鏈路必須

  • 在相同的兩個節點之間是點對點
  • 全雙工
  • 具有相同速度

鏈路聚合控制協議 (LACP) 用於自動聚合配置

  1. 首先,要聚合的埠必須由網路管理員在網橋上手動設定;
  2. 在啟用聚合埠之前,LACP 可以自動識別通道中可用鏈路的數量,並檢查與對方連線是否正確(特別是所有鏈路是否在相同的網橋之間);
  3. 定期交換稱為LACPDU的訊息以檢測可能的鏈路故障 → 故障時的收斂速度很快(通常不到 1 秒)。

每個聚合都由鏈路聚合組識別符號 (LAG ID) 標識。

聚合埠上的幀分配

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當幀到達時,它應該被髮送到聚合中的哪個鏈路?雖然標準建議了埠上可能的幀分配標準,但它沒有定義一個分配幀的演算法 → 來自不同供應商的網橋可以使用不同的幀分配演算法。

最簡單的解決方案是將傳入的幀轉發到緊隨之前轉發幀的空閒埠。

可能會出現重新排序問題:一個較小的幀緊隨一個較大幀到達網橋,可能會在較大幀被另一個網橋接收完畢之前完成接收 → 來自另一個網橋的幀順序不正確,因為較小的幀“超過”了較大幀

基於會話

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可以透過將屬於同一個會話的幀傳送到同一個鏈路來解決幀重新排序問題。查詢屬於同一個會話的幀的最常見解決方案是基於源 MAC 地址和目標 MAC 地址對。

然而,在某些情況下,基於 MAC 地址查詢會話在鏈路負載平衡方面並不有效

  • 只有兩個主機透過聚合通訊 → 會話是唯一的,並且可以利用一個物理鏈路;
  • 聚合連線兩個路由器 → 會話將無法再識別,因為路由器會更改幀的 MAC 地址。

特定配置

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如果兩個節點透過多個聚合連線,由於 STP,只有一個聚合將處於活動狀態:STP 將停用其他聚合,因為它將每個聚合視為單個鏈路,其成本等於聚合中鏈路成本的總和。

透過適當設定鏈路優先順序,可以使用具有 *N* 個聚合鏈路的配置,其中只有 *M<N* 個處於活動狀態 → 其他 *N-M* 個鏈路是備用鏈路:如果活動鏈路出現故障,備用鏈路將啟用,避免邏輯通道中可用頻寬的下降。

思科專有的功能虛擬交換系統可以克服聚合端點只有兩個節點的限制:網橋可以連線到兩個網橋,STP 將其視為單個邏輯網橋,因此流量可以在兩個聚合鏈路上分配。

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