LACP鏈路聚合-基礎篇

1、基本概念

• 系統LACP優先級

  系統LACP優先級是爲了區分兩端設備優先級的高低而配置的參數。LACP模式下，兩端設備所選擇的活動接口必須保持一致，不然鏈路聚合組就沒法創建。此時可使其中一端具備更高的優先級，另外一端根據高優先級的一端來選擇活動接口便可。系統LACP優先級值越小優先級越高。

• 接口LACP優先級

  接口LACP優先級是爲了區別同一個Eth-Trunk中的不一樣接口被選爲活動接口的優先程度，優先級高的接口將優先被選爲活動接口。接口LACP優先級值越小，優先級越高。

• 成員接口間M:N備份

  LACP模式鏈路聚合由LACP肯定聚合組中的活動和非活動鏈路，又稱爲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，而且能夠在M條鏈路中實現不一樣方式的負載均衡。

  以下圖所示，兩臺設備間有M+N條鏈路，在聚合鏈路上轉發流量時在M條鏈路上分擔負載，即活動鏈路，不在另外的N條鏈路轉發流量，這N條鏈路提供備份功能，即備份鏈路。此時鏈路的實際帶寬爲M條鏈路的總和，可是能提供的最大帶寬爲M+N條鏈路的總和。

  當M條鏈路中有一條鏈路故障時，LACP會從N條備份鏈路中找出一條優先級高的可用鏈路替換故障鏈路。此時鏈路的實際帶寬仍是M條鏈路的總和，可是能提供的最大帶寬就變爲M+N-1條鏈路的總和。

      這種場景主要應用在只向用戶提供M條鏈路的帶寬，同時又但願提供必定的故障保護能力時。當有一條鏈路出現故障，系統可以自動選擇一條優先級最高的可用備份鏈路變爲活動鏈路。

      若是在備份鏈路中沒法找到可用鏈路，而且目前處於活動狀態的鏈路數目低於配置的活動接口數下限閾值，那麼系統將會把聚合接口關閉。

2、LACP模式實現原理

     基於IEEE802.3ad標準的LACP是一種實現鏈路動態聚合與解聚合的協議。LACP經過鏈路聚合控制協議數據單元LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit）與對端交互信息。

在LACP模式的Eth-Trunk中加入成員接口後，這些接口將經過發送LACPDU向對端通告本身的系統優先級、MAC地址、接口優先級、接口號和操做Key等信息。對端接收到這些信息後，將這些信息與自身接口所保存的信息比較，用以選擇可以聚合的接口，雙方對哪些接口可以成爲活動接口達成一致，肯定活動鏈路。

LACPDU報文詳細信息以下圖所示。

LACP模式Eth-Trunk創建的過程以下：

• 兩端互相發送LACPDU報文。

       以下圖所示，在DeviceA和DeviceB上建立Eth-Trunk並配置爲LACP模式，而後向Eth-Trunk中手工加入成員接口。此時成員接口上便啓用了LACP協議，兩端互發LACPDU報文。

• 肯定主動端和活動鏈路。
       以下圖所示，兩端設備均會收到對端發來的LACPDU報文。以DeviceB爲例，當DeviceB收到DeviceA發送的報文時，DeviceB會查看並記錄對端信息，而後比較系統優先級字段，若是DeviceA的系統優先級高於本端的系統優先級，則肯定DeviceA爲LACP主動端。若是DeviceA和DeviceB的系統優先級相同，比較兩端設備的MAC地址，肯定MAC地址小的一端爲LACP主動端。
  選出主動端後，兩端都會以主動端的接口優先級來選擇活動接口，兩端設備選擇了一致的活動接口，活動鏈路組即可以創建起來，從這些活動鏈路中以負載分擔的方式轉發數據。

• LACP搶佔

使能LACP搶佔功能後，聚合組會始終保持高優先級的接口做爲活動接口的狀態。

以下圖所示，接口Port一、Port2和Port3爲Eth-Trunk的成員接口，DeviceA爲主動端，活動接口數上限閾值爲2，三個接口的LACP優先級分別爲十、20、30。當經過LACP協議協商完畢後，接口Port1和Port2由於優先級較高被選做活動接口，Port3成爲備份接口。

如下兩種狀況須要使能LACP的搶佔功能。

•       Port1接口出現故障然後又恢復了正常。當接口Port1出現故障時被Port3所取代，若是在Eth-Trunk接口下未使能LACP搶佔功能，則故障恢復時Port1將處於備份狀態；若是使能了LACP搶佔功能，當Port1故障恢復時，因爲接口優先級比Port3高，將從新成爲活動接口，Port3再次成爲備份接口。

• 若是但願Port3接口替換Port一、Port2中的一個接口成爲活動接口，可使能了LACP搶佔功能，並配置Port3的接口LACP優先級較高。若是沒有使能LACP搶佔功能，即便將備份接口的優先級調整爲高於當前活動接口的優先級，系統也不會進行從新選擇活動接口的過程，不切換活動接口。

• LACP搶佔延時

    搶佔延時是LACP搶佔發生時，處於備用狀態的鏈路將會等待一段時間後再切換到轉發狀態。配置搶佔延時是爲了不因爲某些鏈路狀態頻繁變化而致使Eth-Trunk數據傳輸不穩定的狀況。

       如上圖所示，Port1因爲鏈路故障切換爲非活動接口，此後該鏈路又恢復了正常。若系統使能了LACP搶佔功能並配置了搶佔延時，Port1從新切換回活動狀態就須要通過搶佔延時的時間。

• 活動鏈路與非活動鏈路切換

LACP模式鏈路聚合組兩端設備中任何一端檢測到如下事件，都會觸發聚合組的鏈路切換：

當知足上述切換條件其中之一時，按照以下步驟進行切換：

1. 鏈路Down事件。

2. 以太網OAM檢測到鏈路失效。

3. LACP協議發現鏈路故障。

4. 接口不可用。

• 在使能了LACP搶佔功能的前提下，更改備份接口的優先級高於當前活動接口的優先級。

1. 關閉故障鏈路。

2. 從N條備份鏈路中選擇優先級最高的鏈路接替活動鏈路中的故障鏈路。

3. 優先級最高的備份鏈路轉爲活動狀態並轉發數據，完成切換。