LACP協(xié)議原理(精品)

1、LACP協(xié)議原理（精品）LACP技術(shù)白皮書1(LACP概述1.1 LACP 產(chǎn)生背景鏈路聚合 (Link Aggregation)是指將組物理端口捆綁在一起作為一個邏輯接口來增加帶寬的一種方法。通過在兩臺設(shè)備之間建立鏈路聚合組(LinkAggregation Group)，可以提供更高的通訊帶寬和更高的可靠性，而這種提高不需要硬件的升級，并且還為兩臺設(shè)備的通訊提供了冗余保護(hù)。交換機 A 交換機 B圖 1 鏈路聚合示意圖鏈路聚合可以通過手工方式配置，由用戶配置聚合組號和端口成員。在手工配置聚合組時，不會考慮到對端設(shè)備的匯聚信息，而將本端設(shè)備的端口進(jìn)行匯聚，可能會出現(xiàn)一端匯聚端口和另一端匯聚端口不

2、一致的錯誤配置，從而形成環(huán)路。基于IEEE802.3ad 標(biāo)準(zhǔn)的 LACP(Link Aggregation Control Protocol，鏈路匯聚控制協(xié)議 ) 是一種實現(xiàn)鏈路動態(tài)匯聚的協(xié)議，為交換數(shù)據(jù)的設(shè)備提供一種標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)商方式， LACP根據(jù)設(shè)備端口的配置 ( 即速率、雙工、基本配置、管理Key) 形成聚合鏈路并啟動聚合鏈路收發(fā)數(shù)據(jù)。聚合鏈路形成后，LACP負(fù)責(zé)維護(hù)鏈路狀態(tài)，在聚合條件發(fā)生變化時，自動調(diào)整或解散鏈路聚合，從而使兩端設(shè)備對端口加入或退出某個動態(tài)匯聚組達(dá)成一致。1.2 LACP 協(xié)議特點LACP協(xié)議具有以下特點 :1、增加網(wǎng)絡(luò)帶寬 :LACP可以將多個連接的端口捆綁成為一個

3、邏輯連接，捆綁后的帶寬是每個獨立端口的帶寬總和。當(dāng)端口上的流量增加而成為限制網(wǎng)絡(luò)性能的瓶頸時，采用支持該特性的交換機可以輕而易舉地增加網(wǎng)絡(luò)的帶寬。2、提高網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性:LACP維護(hù)端口聚合鏈路狀態(tài)，同組成員彼此動態(tài)備份。組成端口聚合的一個端口連接失敗，LACP將啟動備份鏈路收發(fā)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)將自動重定向到那些好的連接上，該特性可以保證網(wǎng)絡(luò)無間斷地繼續(xù)正常工作。3、流量分擔(dān) : 聚合組內(nèi)活動成員端口根據(jù)指定方式分擔(dān)流量。4、自動配置 : 協(xié)議控制，配置簡單，成本低。2(LACP協(xié)議技術(shù)介紹2.1.手工匯聚手工匯聚模式是一種最基本的鏈路聚合方式，在該模式下，匯聚組的創(chuàng)建、成員接口的加入完全由手

4、工來配置，沒有鏈路聚合控制協(xié)議的參與。該模式下所有成員接口 (selected)都參與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，分擔(dān)負(fù)載流量，因此稱為手工負(fù)載分擔(dān)模式。手工匯聚端口的LACP 協(xié)議為關(guān)閉狀態(tài)，禁止用戶使能手工匯聚端口的LACP協(xié)議。1) 手工匯聚組中的端口狀態(tài)在手工匯聚組中，端口可能處于兩種狀態(tài):Selected或 Standby 。處于Selected狀態(tài)且端口號最小的端口為匯聚組的主端口，其他處于Selected狀態(tài)的端口為匯聚組的成員端口。由于設(shè)備所能支持的匯聚組中的最大端口數(shù)有限制，如果處于Selected狀態(tài)的端口數(shù)超過設(shè)備所能支持的匯聚組中的最大端口數(shù)，系統(tǒng)將按照端口號從小到大的順序選擇一些端口

5、為Selected端口，其他則為Standby 端口。2) 手工匯聚對端口配置的要求一般情況下，手工匯聚對匯聚前的端口速率和雙工模式不作限制。但對于以下情況，系統(tǒng)會作特殊處理 :, 對于初始就處于 DOWN狀態(tài)的端口，在匯聚時對端口的速率和雙工模式?jīng)]有限制 ; , 對于曾經(jīng)處于 UP 狀態(tài)，并協(xié)商或強制指定過端口速率和雙工模式，而當(dāng)前處于DOWN狀態(tài)的端口，在匯聚時要求速率和雙工模式一致;, 對于一個匯聚組，當(dāng)匯聚組中某個端口的速率和雙工模式發(fā)生改變時，系統(tǒng)不進(jìn)行解匯聚，匯聚組中的端口也都處于正常工作狀態(tài)。但如果是主端口出現(xiàn)速率降低和雙工模式變化，則該端口的轉(zhuǎn)發(fā)可能出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。2.2 LAC

6、P 匯聚LACP匯聚有兩種工作模式 : 動態(tài) LACP匯聚和靜態(tài) LACP匯聚。這兩種模式下，LACP協(xié)議都處于使能狀態(tài)。 LACP協(xié)議通過 LACPDU(Link Aggregation ControlProtocol Data Unit，鏈路匯聚控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元) 與對端交互信息實現(xiàn)鏈路的匯聚。在將端口加入聚合組時需要比較端口的基本配置，只有基本配置相同的端口才能加入到同一個聚合口中。兩端設(shè)備所選擇的活動接口必須保持一致，否則鏈路聚合組就無法建立。而要想使兩端活動接口保持一致，可以使其中一端具有更高的優(yōu)先級，另一端根據(jù)高優(yōu)先級的一端來選擇活動接口即可，通過設(shè)置系統(tǒng)LACP優(yōu)先級和端口 LA

7、CP優(yōu)先級來實現(xiàn)優(yōu)先級區(qū)分。系統(tǒng) LACP優(yōu)先級就是為了區(qū)分兩端優(yōu)先級的高低而配置的參數(shù)，系統(tǒng) LACP優(yōu)先級值越小優(yōu)先級越高。接口 LACP優(yōu)先級是為了區(qū)別不同接口被選為活動接口的優(yōu)先程度，接口 LACP優(yōu)先級值越小，優(yōu)先級越高。系統(tǒng)使能某端口的LACP協(xié)議后，該端口將通過發(fā)送LACPDU向?qū)Χ送ǜ孀约旱南到y(tǒng)優(yōu)先級、系統(tǒng)MAC、端口優(yōu)先級、端口號和操作Key。對端接收到這些信息后，將這些信息與其它端口所保存的信息比較以選擇能夠匯聚的端口，從而雙方可以對端口加入或退出某個匯聚組達(dá)成一致。操作Key 是在端口匯聚時， LACP協(xié)議根據(jù)端口的配置 ( 即速率、雙工、基本配置、管理 Key) 生成的

8、一個配置組合。其中，動態(tài)匯聚端口在使能 LACP協(xié)議后，其管理 Key 缺省為零。靜態(tài)匯聚端口在使能 LACP后，端口的管理 Key 與匯聚組 ID 相同。對于動態(tài)匯聚組而言，同組成員一定有相同的操作 Key，而手工和靜態(tài)匯聚組中， selected 的端口有相同的操作 Key。靜態(tài) LACP匯聚靜態(tài) LACP模式鏈路聚合是一種利用 LACP協(xié)議進(jìn)行參數(shù)協(xié)商選取活動鏈路的聚合模式。靜態(tài) LACP模式下，匯聚組的創(chuàng)建、成員接口的加入，都是由手工配置完成的。但與手工負(fù)載分擔(dān)模式鏈路聚合不同的是，該模式下LACP協(xié)議報文參與活動接口的選擇。也就是說，當(dāng)把一組接口加入?yún)R聚組，這些成員接口中哪些接口作為

9、活動接口，哪些接口作為非活動接口還需要經(jīng)過LACP 協(xié)議報文的協(xié)商確定。SelectedSelectedStandby交換機 A 交換機 B圖 2 靜態(tài) LACP匯聚靜態(tài) LACP由協(xié)議確定聚合組中的活動和非活動鏈路，又稱為M:N 模式，即 M條活動鏈路與 N 條備份鏈路的模式。這種模式提供了更高的鏈路可靠性，并且可以在 M 條鏈路中實現(xiàn)不同方式的負(fù)載均衡。 M:N 模式的聚合組中 M和 N 的值可以通過配置活動接口數(shù)上限閾值來確定。靜態(tài)匯聚端口的LACP協(xié)議為使能狀態(tài)，當(dāng)一個靜態(tài)匯聚組被刪除時，其成員端口將形成一個或多個動態(tài)LACP匯聚，并保持 LACP使能。禁止用戶關(guān)閉靜態(tài)匯聚端口的 LA

10、CP協(xié)議。 ) 建立過程 1本端系統(tǒng)和對端系統(tǒng)會進(jìn)行協(xié)商，匯聚組建立過程如下所示:a) 兩端互相發(fā)送 LACPDU報文。b) 兩端設(shè)備根據(jù)系統(tǒng) LACP優(yōu)先級確定主從關(guān)系。c) 兩端設(shè)備根據(jù)接口 LACP優(yōu)先級確定活動接口，最終以主動端設(shè)備的活動接口確定兩端的活動接口。在兩端設(shè)備交換機A 和交換機 B 上創(chuàng)建匯聚組并配置為靜態(tài)LACP模式，然后向匯聚組中手工加入成員接口。此時成員接口上便啟用了LACP協(xié)議，兩端互相發(fā)出 LACPDU報文，如圖 3 所示。LACPDULACPDU交換機 A 交換機 B圖 3: 靜態(tài) LACP匯聚互發(fā) LACPDU報文示意圖匯聚組兩端設(shè)備均會收到對端發(fā)來的 LAC

11、P報文，本端系統(tǒng)和對端系統(tǒng)會根據(jù)根據(jù)兩端系統(tǒng)中設(shè)備ID 和端口 ID 等來決定兩端端口的狀態(tài)。2) 端口狀態(tài)協(xié)商在靜態(tài) LACP匯聚組中，端口可能處于三種狀態(tài):Selected 、unselected或Standby 。聚合組端口狀態(tài)通過本端系統(tǒng)和對端系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)商確定，根據(jù)兩端系統(tǒng)中設(shè)備 ID 端口 ID 等來決定兩端端口的狀態(tài)。具體協(xié)商原則如下:a) 比較兩端系統(tǒng)的設(shè)備 ID( 設(shè)備 ID, 系統(tǒng)的 LACP協(xié)議優(yōu)先級 +系統(tǒng) MAC地址 ) 。先比較系統(tǒng)的 LACP協(xié)議優(yōu)先級，如果相同再比較系統(tǒng)MAC地址。設(shè)備 ID 小的一端被認(rèn)為較優(yōu)(系統(tǒng)的 LACP協(xié)議優(yōu)先級越小、系統(tǒng)MAC地址越小，

12、則設(shè)備ID 越小 ), 這里認(rèn)為是master 設(shè)備，優(yōu)先級較低的設(shè)備認(rèn)為是slave 設(shè)備。b) 在 LACP靜態(tài)聚合組協(xié)商成功之后對組內(nèi)的端口進(jìn)行比較 , 選出參考端口。比較過程 : 比較端口 ID( 端口 ID, 端口的 LACP協(xié)議優(yōu)先級 +端口號 ) 。首先比較端口的 LACP協(xié)議優(yōu)先級，小的端口作為參考端口 ( 端口的 LACP協(xié)議優(yōu)先級如果優(yōu)先級相同再比較端口號。端口 ID越小、端口號越小，則端口ID 越小)。c) 與參考端口的速率、雙工、鏈路狀態(tài)和基本配置一致且處于 up 狀態(tài)的端口、并且該端口的對端端口與參考端口的對端端口的配置也一致時，該端口才成為可能處于Selected狀

13、態(tài)的候選端口。否則，端口將處于unselected狀態(tài)。d) 靜態(tài) LACP 聚合組中處于 Selected 狀態(tài)的端口數(shù)是有限制的，當(dāng)候選端口的數(shù)目未達(dá)到上限時，所有候選端口都為 Selected 狀態(tài)，其他端口為 unselected 狀態(tài) ; 當(dāng)候選端口的數(shù)目超過這一限制時，根據(jù)端口 ID( 端口 LACP優(yōu)先級、端口號 ) 選出 selected狀態(tài)的端口，而因為數(shù)目限制不能加入聚合組的端口設(shè)置為standby 狀態(tài)，其余不滿足加入聚合組條件的端口設(shè)置為unselected狀態(tài)。動態(tài) LACP匯聚動態(tài) LACP匯聚是一種系統(tǒng)自動創(chuàng)建/ 刪除的匯聚，不允許用戶增加或刪除動態(tài)LACP匯聚中的成員端口，只有速率和雙工屬性相同、連接到同一個設(shè)備、有相同基本配置的端口才能被動態(tài)匯聚在一起。即使只有