論鏈路聚合技術(shù)

王兆敏 潘志鵬 高婷婷 許志成

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨，數(shù)字技術(shù)、圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)的市場(chǎng)需求迅速擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)傳輸流量、帶寬面臨著巨大考驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量急劇增加，網(wǎng)絡(luò)帶寬不足已經(jīng)是用戶面臨的突出問題。鏈路聚合技術(shù)的產(chǎn)生解決了帶寬的瓶頸問題，為鏈路帶寬增加以及鏈路傳輸?shù)膹椥院腿哂嗟膶?shí)現(xiàn)而奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鏈路聚合；LACP協(xié)議

0 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)在短短的時(shí)間里飛速發(fā)展，相關(guān)科技不斷地更新?lián)Q代，以求能夠滿足用戶和市場(chǎng)等多方面的網(wǎng)絡(luò)需求，同時(shí)，數(shù)字技術(shù)、圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)的市場(chǎng)需求在迅速擴(kuò)大，從當(dāng)初的文本地瀏覽到現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)視頻通話、在線直播等實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，改變并豐富了廣大用戶的學(xué)習(xí)生活。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸流量、帶寬也面臨著巨大考驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量急劇增加，網(wǎng)絡(luò)帶寬不足已成為用戶面臨的突出問題。單一鏈路接入根本無法滿足當(dāng)前的需求，而將舊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級(jí)到帶寬更大的新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，成本又太高，并且靈活性太低。而另一方面，網(wǎng)絡(luò)的高可用性被提出。

1 鏈路聚合技術(shù)產(chǎn)生的背景

隨著Internet的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量不斷增長，對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求也在日益提高，網(wǎng)絡(luò)的高可用性正逐漸成為高性能網(wǎng)絡(luò)最重要的特征之一。在很多情況下，網(wǎng)絡(luò)處于單鏈路網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)兩端的訪問量過大時(shí)，帶寬已經(jīng)不能滿足用戶的要求，數(shù)據(jù)的傳輸速度會(huì)變慢。另外，如果該鏈路斷掉，那么網(wǎng)絡(luò)兩端的信息交互將會(huì)完全中斷，更加無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可用性。正是在這樣的背景下產(chǎn)生了鏈路聚合（即Link Aggregation）技術(shù)。

2 鏈路聚合技術(shù)的基本概念及其優(yōu)點(diǎn)

2.1 基本概念

所謂鏈路聚合技術(shù)，就是將網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)端口聚合成一個(gè)匯聚組，這樣就能實(shí)現(xiàn)出入負(fù)荷在各成員端口中的負(fù)載均勻分擔(dān)。一個(gè)匯聚組就相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的端口。按照用戶配置的接口負(fù)荷，交換機(jī)采用分擔(dān)策略確定一個(gè)成員接口發(fā)送報(bào)文到對(duì)端的交換機(jī)接口。交換機(jī)檢測(cè)出某成員接口鏈路為中斷狀態(tài)，就停止在該接口繼續(xù)發(fā)送報(bào)文，直到檢測(cè)出該接口的鏈路恢復(fù)正常，從而增加了連接的可靠性。

2.2 優(yōu)點(diǎn)

一是增加網(wǎng)絡(luò)帶寬：端口的聚合可以將多個(gè)連接的端口捆綁成為一個(gè)邏輯連接，捆綁之后的帶寬則是每一個(gè)獨(dú)立端口的帶寬的總和。二是提高了網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性：在組成鏈路聚合的端口中，如果某一端口連接失敗，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)將自動(dòng)被重定向到其他連接上。這個(gè)過程非?？?，只需要更改一個(gè)訪問地址即可，交換機(jī)隨后可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到其他端口上。這種特性可以保證網(wǎng)絡(luò)無間斷地繼續(xù)保持正常工作。

3 鏈路聚合技術(shù)條件

3.1 鏈路聚合兩端物理參數(shù)的一致性

首先，需要聚合的鏈路數(shù)目及鏈路速率必須保持一致性。其次，需要聚合的鏈路必須是全雙工方式。

3.2 鏈路聚合兩端的邏輯參數(shù)的一致性

同一聚合組中端口的基本配置必須保持一致性，這些基本配置主要包括STP（Spanning Tree Protocol，生成樹協(xié)議）、QoS（Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）、VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng)絡(luò)）、端口等相關(guān)配置。

4 鏈路聚合方式

4.1 靜態(tài)聚合

將多個(gè)物理端口直接加入到聚合組中形成一個(gè)邏輯端口即為靜態(tài)聚合。一般由用戶手工配置聚合組號(hào)和端口成員。這種方式不利于觀察鏈路聚合端口的狀態(tài)。由于無法檢測(cè)到鏈路對(duì)端的端口的狀態(tài)，如果對(duì)端的端口狀態(tài)為down，只要本端端口狀態(tài)為up，還是會(huì)往這個(gè)對(duì)端端口轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)流量，這樣很可能會(huì)造成部分業(yè)務(wù)中斷。

4.2 動(dòng)態(tài)聚合

基于IEEE802.3ad的LACP（Link Aggregation Control Protocol）協(xié)議的聚合方式為動(dòng)態(tài)聚合。LACP協(xié)議也稱為鏈路聚合控制協(xié)議，即將多個(gè)物理端口動(dòng)態(tài)聚合到Trunk組而形成一個(gè)邏輯端口。LACP所產(chǎn)生的聚合是自動(dòng)進(jìn)行的，目的是可以獲取最大的帶寬。它的聚合組號(hào)是按照協(xié)議自動(dòng)創(chuàng)建的，并且聚合端口會(huì)依據(jù)key值自動(dòng)匹配和添加。動(dòng)態(tài)聚合分為兩種模式，分別為主動(dòng)協(xié)商模式和被動(dòng)協(xié)商模式。

5 鏈路聚合協(xié)議

LACP是基于IEEE802.3ad標(biāo)準(zhǔn)而創(chuàng)建的，是可以實(shí)現(xiàn)鏈路動(dòng)態(tài)匯聚的協(xié)議。可以這樣來理解這個(gè)協(xié)議，LACP為交換數(shù)據(jù)設(shè)備提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)商模式，它可以讓系統(tǒng)按照自身的配置自動(dòng)形成和啟動(dòng)聚合鏈路，達(dá)到收發(fā)數(shù)據(jù)的目的。形成聚合鏈路后，LACP還要負(fù)責(zé)維護(hù)鏈路狀態(tài)，以便聚合條件發(fā)生改變時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整或解散鏈路聚合。

LACP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)還要利用LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit），也就是鏈路聚合控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元，通過它與對(duì)端交互信息。一旦某端口的LACP協(xié)議生效后，這個(gè)端口就會(huì)發(fā)送LACPDU，使己方端口將自己的系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)與MAC地址、端口優(yōu)先級(jí)與端口號(hào)、操作Key等數(shù)據(jù)告知對(duì)端。對(duì)端將這些信息與其他端口所保存的信息進(jìn)行比較，從中選出可以匯聚的端口，如此一來，雙方系統(tǒng)就能夠決定己方端口是否加入或退出某個(gè)動(dòng)態(tài)聚合組，并且達(dá)成一致目標(biāo)。

6 結(jié)語

鏈路聚合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境下利用現(xiàn)有端口和鏈路的聚合來增加帶寬和網(wǎng)絡(luò)傳輸流量控制的功能，并極大地增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可用性。它為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用市場(chǎng)的需求和多樣化的用戶體驗(yàn)需求提供了更可靠、更寬廣的平臺(tái)。因此，鏈路聚合技術(shù)是消除傳輸鏈路上的帶寬瓶頸與不安全因素的具備極高性價(jià)比的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]劉立.交換機(jī)鏈路聚合的理論與實(shí)驗(yàn)研究[J].信息安全與技術(shù)，2010，（9）：54-56.

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