王兆敏 潘志鵬 高婷婷 許志成

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)時代的來臨，數(shù)字技術(shù)、圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)的市場需求迅速擴(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等多方面的網(wǎng)絡(luò)需求，同時，數(shù)字技術(shù)、圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)的市場需求在迅速擴(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，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，帶寬已經(jīng)不能滿足用戶的要求，數(shù)據(jù)的傳輸速度會變慢。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)中的多個端口聚合成一個匯聚組，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)。一個匯聚組就相當(dāng)于一個獨(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)策略確定一個成員接口發(fā)送報(bào)文到對端的交換機(jī)接口。交換機(jī)檢測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連接的端口捆綁成為一個邏輯連接，捆綁之后的帶寬則是每一個獨(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)將自動被重定向到其他連接上。這個過程非?？欤恍枰囊粋€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

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

4.2 動態(tài)聚合

基于IEEE802.3ad的LACP（Link Aggregation Control Protocol）協(xié)議的聚合方式為動態(tài)聚合。LACP協(xié)議也稱為鏈路聚合控制協(xié)議，即將多個物理端口動態(tài)聚合到Trunk組而形成一個邏輯端口。LACP所產(chǎn)生的聚合是自動進(jìn)行的，目的是可以獲取最大的帶寬。它的聚合組號是按照協(xié)議自動創(chuàng)建的，并且聚合端口會依據(jù)key值自動匹配和添加。動態(tài)聚合分為兩種模式，分別為主動協(xié)商模式和被動協(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)鏈路動態(tài)匯聚的協(xié)議。可以這樣來理解這個協(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形成和啟動聚合鏈路，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)生改變時系統(tǒng)自動調(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，通過它與對端交互信息。一旦某端口的LACP協(xié)議生效后，這個端口就會發(fā)送LACPDU，使己方端口將自己的系統(tǒng)優(yōu)先級與MAC地址、端口優(yōu)先級與端口號、操作Key等數(shù)據(jù)告知對端。對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動態(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。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比的解決方案。

參考文獻(xiàn)

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