以太网链路聚合核心技术有哪些？

1.1 以太网链路聚合组（LAG）与链路聚合接口（Eth-Trunk）

链路聚合组（LAG）

又称为链路聚合组，是指将若干条以太链路捆绑在一起所形成的逻辑链路。这个逻辑链路具有多个物理链路的总带宽，可以看作是一个高容量、高带宽的虚拟链路。每个LAG都有一个唯一的标识符，用于区分不同的聚合组。

链路聚合组的工作原理基于链路捆绑的概念。多个物理链路被绑定成一个逻辑链路，形成一个高带宽通道。当数据流入LAG时，根据负载均衡算法，数据会被分发到其中一个物理链路上传输。这确保了数据在各个链路之间均匀分布，提高了整体带宽利用率。

LAG的主要作用是增加网络带宽和提高可靠性。它通过将多个物理链路合并为一个逻辑链路来实现这一目标。这意味着数据可以在多个物理链路之间进行负载均衡，从而提高了网络的整体性能。此外，LAG还具备冗余性，即使其中一个物理链路发生故障，数据仍然可以通过其他链路传输，确保网络的可靠性和连续性。

链路聚合接口（Eth-Trunk）

链路聚合接口（Eth-Trunk），也称为Eth-Trunk接口，是LAG的一种具体实现。每个LAG都对应一个Eth-Trunk接口，这个接口被视为一个逻辑接口，可以像普通以太网接口一样使用。不同的物理链路被绑定到Eth-Trunk接口上，形成一个统一的数据传输通道。

链路聚合接口承担了数据的转发任务。当数据到达Eth-Trunk接口时，Eth-Trunk会根据负载均衡策略选择一个或多个成员接口来传输数据。这个选择是根据成员接口的状态、带宽利用率等因素来确定的。如果其中一个成员接口发生故障，Eth-Trunk会自动将流量切换到其他可用的接口上，确保网络的连续性。

链路聚合接口（Eth-Trunk）与普通以太网接口的主要区别在于数据的传输方式。在转发数据时，Eth-Trunk需要从成员接口中选择一个或多个接口来进行数据转发。这种选择可以基于负载均衡算法，以确保数据在各个物理链路之间均匀分布，充分利用带宽。

1.2 成员接口与成员链路

成员接口

成员接口是组成Eth-Trunk接口的各个物理接口的抽象表示。每个成员接口代表了一个物理以太网接口，通常对应于一个网络设备的物理端口。这些成员接口被捆绑在一起，以形成Eth-Trunk接口。

成员接口在链路聚合中起着关键作用。它们负责传输数据和接收数据，将网络流量分发到不同的成员链路上，以实现负载均衡和增加带宽。成员接口还能够提供冗余性，当某个成员链路出现故障时，其他成员接口可以接管数据传输，确保网络的可靠性。

成员链路

成员链路是与成员接口相对应的物理以太网链路。每个成员接口都连接到一个成员链路，这是通过物理电缆或光纤连接到网络设备的链路。成员链路的特点如下：

1. 物理连接：成员链路是物理链路，它们通过物理介质（如电缆或光纤）与网络设备相连。
2. 带宽：每个成员链路具有自己的带宽，通常以位每秒（bps）或兆位每秒（Mbps）来衡量。
3. 状态：成员链路具有状态，可以是活动（active）或者非活动（inactive）。活动状态表示链路正常工作，可以传输数据；非活动状态表示链路出现故障或被禁用，不能传输数据。
4. 可用性：成员链路的可用性影响着整个链路聚合的可靠性。如果成员链路故障，整个Eth-Trunk接口可以继续运行，但带宽可能受到影响。

1.3 活动接口与非活动接口

活动接口

活动接口是链路聚合组（LAG）中的成员接口中的一种状态，表示该接口正在转发数据。活动接口承担着数据的传输任务，将网络流量分发到不同的成员链路上，实现负载均衡和提高带宽。

非活动接口

非活动接口是链路聚合组（LAG）中的成员接口中的一种状态，表示该接口当前不在转发数据。非活动接口可能处于故障状态或者被管理员禁用。在非活动状态下，该接口不参与数据传输，但仍然可以用于备份和冗余。

1.4 活动链路和非活动链路

活动链路

活动链路是对应于活动接口的物理以太网链路。这是一个正常工作的物理链路，用于传输数据。活动链路的带宽被纳入链路聚合组（LAG）的总带宽，以提高整体性能。

非活动链路

非活动链路是对应于非活动接口的物理以太网链路。这个链路可能处于故障状态，无法传输数据，或者被管理员禁用以进行维护。非活动链路通常处于闲置状态，但仍然保留在LAG中以备份和冗余。

1.5 活动接口数上限阈值

活动接口数上限阈值是指在一个Eth-Trunk（链路聚合组）中，可以同时激活并用于数据传输的活动接口的最大数量。当活动链路的数量达到或超过这个阈值时，任何额外的成员接口添加到Eth-Trunk中都不会增加活动链路的数量。相反，这些额外的链路状态将被置为非活动（Down），成为备份链路。

设置活动接口数上限阈值的主要目的是在满足带宽需求的同时，提高网络的可靠性。通过将一部分成员接口配置为备份链路，可以在主要活动链路发生故障时，自动切换到备份链路，确保网络的连续性。这种配置策略特别有用，当带宽需求不会持续增长时，但网络可靠性至关重要时，例如在关键业务环境中。

设置活动接口数上限阈值通常需要以下步骤：

1. 确定带宽需求：首先，需要确定网络中的带宽需求，包括当前和未来的需求。这将有助于确定需要激活的活动链路数量。
2. 选择上限阈值：根据带宽需求，选择一个合适的活动接口数上限阈值。阈值应该大于或等于实际需要的活动链路数量，以确保足够的冗余性。
3. 配置Eth-Trunk接口：在网络设备上配置Eth-Trunk接口，并设置活动接口数上限阈值为选择的值。
4. 添加成员接口：将成员接口添加到Eth-Trunk中。当活动链路的数量达到上限阈值时，额外的成员接口将自动成为备份链路。
5. 监控和管理：定期监控活动链路和备份链路的状态，确保网络的正常运行。在故障发生时，及时进行故障检测和修复。

1.6 活动接口数下限阈值

活动接口数下限阈值是指在一个Eth-Trunk（链路聚合组）中，必须同时激活并用于数据传输的最小活动接口数量。当活动链路的数量小于或等于这个阈值时，Eth-Trunk接口的状态将被置为非活动（Down）。这个阈值确保了网络具备最小带宽，以满足特定的带宽需求。

设置活动接口数下限阈值的主要目的是确保网络始终具备最小带宽，从而满足特定应用或服务的性能要求。当网络中的活动链路数量小于下限阈值时，确保不会出现带宽不足的情况，从而维护网络的正常运行。

设置活动接口数下限阈值通常需要以下步骤：

1. 确定最小带宽需求：首先，需要确定特定应用或服务的最小带宽需求。这将有助于确定需要激活的最小活动链路数量。
2. 选择下限阈值：根据最小带宽需求，选择一个合适的活动接口数下限阈值。阈值应该大于或等于实际需要的最小活动链路数量，以确保满足带宽需求。
3. 配置Eth-Trunk接口：在网络设备上配置Eth-Trunk接口，并设置活动接口数下限阈值为选择的值。
4. 添加成员接口：将成员接口添加到Eth-Trunk中，以满足下限阈值的要求。确保活动链路的数量不低于所设定的下限阈值。
5. 监控和管理：定期监控活动链路的状态，以确保网络一直具备最小带宽，并在需要时进行适当的维护。

1.7 链路聚合模式：手工、LACP

链路聚合模式是指在链路聚合中选择如何管理和协调多个物理链路以形成一个逻辑链路。不同的模式具有不同的特点和适用场景，可以根据网络需求选择合适的模式。

常见的链路聚合模式包括手工模式和LACP模式。

手工模式

手工模式是一种链路聚合模式，也被称为静态模式或固定模式。在手工模式下，管理员必须手动配置哪些物理链路将成为Eth-Trunk（链路聚合组）的一部分，并指定它们的优先级。这意味着管理员对链路的管理和控制具有高度的灵活性和直接性。

手工模式的优点：

• 精确控制：手工模式允许管理员精确地选择哪些链路参与聚合，并可以设置它们的优先级。这种精确控制可以满足特定网络需求。
• 简单配置：手工模式的配置相对简单，不需要额外的协议或配置过程。管理员只需明确指定成员接口即可。

手工模式的缺点：

• 手动干预：手工模式需要管理员手动配置，因此对于大型网络或频繁变更的环境来说，管理工作可能变得繁琐。
• 不具备动态适应性：手工模式不能自动适应链路状态变化，例如链路故障或新链路的添加。这意味着在这些情况下，管理员需要手动更新配置。

LACP模式

LACP模式是一种链路聚合模式，使用LACP协议来动态管理和协调链路聚合。LACP（Link Aggregation Control Protocol）是一种标准化的协议，允许网络设备自动检测和配置链路聚合，确保链路的一致性和可靠性。

LACP模式的优点：

• 动态适应性：LACP模式具有动态适应性，可以根据链路状态的变化来调整聚合组。当链路故障或新链路添加时，LACP能够自动进行重新配置，无需管理员干预。
• 减少人为错误：LACP模式减少了配置错误的可能性，因为它不需要手动指定哪些链路是活动链路。

LACP模式的缺点：

• 协议复杂性：LACP模式需要支持LACP协议的设备，并且需要在设备之间建立和维护LACP会话。这增加了协议的复杂性。
• 不适用于非标准设备：某些非标准设备或老旧设备可能不支持LACP，因此无法使用LACP模式。

1.8 设备支持的链路聚合方式

不同设备支持不同的链路聚合方式，这取决于网络的拓扑结构和需求。

一般情况下，支持三种链路聚合方式，分别是同一设备、堆叠设备和跨设备。

同一设备链路聚合

同一设备链路聚合是指在链路聚合组（LAG）中，所有成员接口都分布在同一物理设备上。这种配置方式适用于单台设备上的多个网络接口，将它们捆绑在一起以提高带宽和可靠性。

两种应用：

• 服务器连接：在服务器中，可以使用同一设备链路聚合将多个以太网接口捆绑在一起，以提供更高的带宽和冗余性，增强服务器的性能。
• 路由器接口：在路由器中，可以配置同一设备链路聚合以增加路由器的接口带宽和可靠性，特别是对于连接到互联网或其他网络的关键接口。

堆叠设备链路聚合

堆叠设备链路聚合是指在堆叠设备的环境下，成员接口分布在堆叠的各个成员设备上。堆叠设备通常由多个物理设备组成，它们通过专用堆叠连接相互连接。

两种应用：

• 分布式网络：在分布式网络中，各个设备可能位于不同的位置，但需要实现链路聚合以提高带宽和可靠性。堆叠设备链路聚合可以用于将这些设备连接到一个逻辑链路上。
• 企业级交换机堆叠：在企业级网络中，堆叠交换机是常见的，它们通过堆叠链路将多个交换机连接在一起，以实现高带宽、高可用性和灵活的网络架构。

跨设备链路聚合

跨设备链路聚合是指以太网链路聚合技术的扩展，能够实现多台设备之间的链路聚合。这通常基于标准的LACP协议（Link Aggregation Control Protocol）进行扩展，使多台设备能够协同工作，实现链路捆绑。

两种应用：

• 数据中心互连：在大型数据中心中，通常有多台交换机和路由器相互连接，以提供高性能和冗余性。跨设备链路聚合可以用于跨多台设备实现高带宽连接。
• 多厂商设备协同：在网络中使用多个不同厂商的设备时，跨设备链路聚合可以让这些设备之间协同工作，提供更好的性能和互操作性。

优缺点对比

优点

• 同一设备链路聚合：
  • 简单配置，适用于单台设备上的链路聚合。
  • 高性能，适用于服务器和路由器等设备。
• 堆叠设备链路聚合：
  • 适用于分布式网络和企业级交换机堆叠，提供高带宽和可靠性。
  • 灵活性强，可以根据网络需求添加或删除堆叠设备。
• 跨设备链路聚合：
  • 适用于数据中心互连和多厂商设备协同，实现高带宽和设备互操作性。
  • 提供了跨多台设备的链路聚合，增加了网络的可扩展性。

缺点

• 同一设备链路聚合：
  • 限于单台设备，无法实现设备之间的链路聚合。
• 堆叠设备链路聚合：
  • 需要堆叠设备，不适用于单独的设备。
  • 管理和配置相对复杂。
• 跨设备链路聚合：
  • 需要设备之间支持LACP或其他跨设备协议。
  • 需要更复杂的配置和管理。