STP+基於LACP的portchannel 實驗分享

1、Port channel初識：
1.1 基本概念
port group 是配置層面上的一個物理端口組，配置到port group裏面的物理端口才能夠參加鏈路匯聚，併成爲port channel裏的某個成員端口。在邏輯上，port group 並非一個端口，而是一個端口序列。加入port group 中的物理端口知足某種條件時進行端口匯聚，造成一個port channel，這個port channel 具有了邏輯端口的屬性，才真正成爲一個獨立的邏輯端口。端口匯聚是一種邏輯上的抽象過程，將一組具有相同屬性的端口，抽象成一個邏輯端口。port channel是一組物理端口的集合體，在邏輯上被看成一個物理端口。對用戶來說，徹底能夠將這個port channel 看成一個端口使用，所以不只能增長網絡的帶寬，還能提供鏈路的備份功能，以及負載均衡。

總結起來，做用分三點，一、增長鏈路帶寬，二、提供鏈路備份功能，三、在鏈路見進行負載均衡

1.2 配置的時候須要注意的地方

Port channel綁定多個物理鏈路（最多8條），到一個單一的邏輯鏈路，以提供增長的帶寬和冗餘。
若是端口信道中的一個成員端口失敗，以前經過這個失敗的鏈路傳輸的流量將切換到端口信道中的其他成員端口。
每一個物理端口只能被放入一個port-channel中。在一個port-channel中全部端口必須兼容，而且須要有相同的速率和雙工模式。
2、兼容性：
2.1 Port Channel兼容性
在建立一個第三層端口通道以後，能夠添加一個IP地址到port-channel interface ，並在第三層端口通道上建立子接口。不能在同一個端口通道中合併第2層和第3層接口。在向channel group添加接口時，軟件將檢查某些接口屬性，以確保接口與channel group兼容。例如，不能將第3層接口添加到第2層通道組。思科的NX-OS軟件在容許接口參與port-channel聚合以前，也會檢查接口的許多操做屬性
使用「show port-channel compatibility-parameters」命令能夠查看Cisco NX-OS使用的兼容性檢查的完整列表。
或者，若是如下參數相同，能夠強制具備不兼容參數的端口加入端口通道:
• (Link) Speed capability
• Speed configuration
• Duplex capability
• Duplex configuration
• Flow-control capability
• Flow-control configuration

使用LACP，能夠在一個channel group中綁定多達16個接口。若是通道組有超過8個接口，那麼其他接口將處於熱備用狀態。
只能將通道模式設置爲on的接口添加到靜態端口通道，而且只能將通道模式配置爲active或passive的接口添加到運行LACP的端口通道。
能夠在單個成員端口上配置這些屬性。若是爲成員端口配置了不兼容的屬性，則軟件將在端口通道中掛起該端口。

3、鏈路聚合協議
3.1 鏈路聚合協議LACP和PAGP
LACP /PAGP協議鏈路聚合協議。PAgP和LACP是兩個用於鏈路聚合的IEEE 802.3ad標準中定義的數據鏈路層協議協議。它們容許具備類似特性的端口經過與相鄰交換機的動態協商造成通道。PAGP是Cisco專有的協議，只能在Cisco交換機或供應商許可的支持PAGP的交換機上運行
Channel group的五種模式：
On模式，無協議，無協商，端口不進行協商。不運行LACP，直接造成以太網通道；在這種模式下，對端必須也是on模式，port channel才能正常工做。

4、鏈路聚合配置模式
4.1 模式原理概述

一、手工匯聚原理
手工負載分擔模式鏈路聚合是應用比較普遍的一種鏈路聚合，大多數運營級網絡設備
均支持該特性，當須要在兩個直連設備間提供一個較大的鏈路帶寬而對端設備又不支
持LACP 協議時，可使用手工負載分擔模式.
二、靜態匯聚原理
靜態LACP 模式鏈路聚合是一種利用LACP 協議進行參數協商選取活動鏈路的聚合模
式。該模式由LACP 協議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。
三、動態匯聚原理
動態匯聚和靜態匯聚原理相似，只是動態匯聚中全部端口都是經過協議肯定，而不是像靜態匯聚經過協議在指定端口中肯定匯聚相關端口

4.2 手工式鏈路聚合
成員接口的加入徹底由手工來配置，沒有鏈路聚合控制協議的參與。該模式下全部成員接口（selected）都參與數據的轉發，分擔負載流量，所以稱爲手工負載分擔模式。手工匯聚端口的 LACP 協議爲關閉狀態，禁止用戶使能LACP 協議。（Selectet和Unselected：參與流量轉發的端口稱爲Selected端口，不然稱爲Unselected端口）。
4.3 LACP的配置模式
4.3.1 靜態 LACP 模式鏈路聚合
成員接口的加入，都是由手工配置完成的。但與手工負載分擔模式鏈路聚合不一樣的是，該模式下LACP 協議報文參與活動接口的選擇。也就是說，當把一組接口加入Eth-Trunk 接口後，這些成員接口中哪些接口做爲活動接口，哪些接口做爲非活動接口還須要通過LACP 協議報文的協商肯定。靜態匯聚端口的 LACP 協議爲使能狀態，當一個靜態匯聚組被刪除時，其成員端口將造成一個或多個動態LACP 匯聚，並保持LACP 使能。禁止用戶關閉靜態匯聚端口的LACP 協議。
靜態匯聚組中的端口狀態：
在靜態匯聚組中，端口可能處於兩種狀態：Selected 或Standby。Selected 端口和
Standby 端口都能收發LACP 協議，但Standby 端口不能轉發用戶報文。
在一個匯聚組中，處於Selected 狀態且端口號最小的端口爲匯聚組的主端口，其餘
處於Selected 狀態的端口爲匯聚組的成員端口。能夠形象的認爲，聚合組中的全部端口被匯聚到了主端口，主端口在邏輯上表明瞭整個聚合組。
在靜態匯聚組中，系統按照如下原則設置端口處於 Selected 或者Standby 狀態：
系統按照端口全雙工/高速率、全雙工/低速率、半雙工/高速率、半雙工/低速率的優先次序，選擇優先次序最高的端口處於Selected 狀態，其餘端口則處於Standby 狀態。
與處於 Selected 狀態的最小端口所鏈接的對端設備不一樣，或者鏈接的是同一個對端設備但端口在不一樣的匯聚組內的端口將處於Standby 狀態。
端口因存在硬件限制（如不能跨板匯聚）沒法匯聚在一塊兒，而沒法與處於Selected 狀態的最小端口匯聚的端口將處於Standby 狀態。

4.3.2 動態 LACP 模式鏈路聚合簡介
動態 LACP 模式下，Eth-Trunk 接口的創建，成員接口的加入，活動接口的選擇徹底由LACP 協議經過協商完成。這就意味着啓用了動態LACP 協議的兩臺直連設備上，不須要建立Eth-Trunk 接口，也不須要指定哪些接口做爲聚合組成員接口，兩臺設備會經過LACP 協商自動完成鏈路的聚合操做。
動態 LACP 匯聚是一種系統自動建立/刪除的匯聚，不容許用戶增長或刪除動態LACP 匯聚中的成員端口。
只有速率和雙工屬性相同、鏈接到同一個設備、有相同基本配置的端口才能被動態匯聚在一塊兒。即便只有一個端口也能夠建立動態匯聚，此時爲單端口匯聚。動態匯聚中，端口的LACP 協議處於使能狀態。
能造成portchannel的模式：
Passive 將端口置於被動協商狀態的LACP模式，在這種狀態下，端口對它接收的LACP數據包做出響應，但不發起LACP協商。當您不知道遠程系統或合做夥伴是否支持LACP時，被動模式很是有用。
Active LACP模式，將一個端口置於主動協商狀態，在此狀態中，該端口經過發送LACP包與其餘端口啓動協商。端口正常週期性的發送LACP報文。
4.3.3 select和standby的選舉：
每一個被配置爲使用LACP的端口和LACP都有一個LACP優先級。優先級的默認值32768，也能夠配置1到65535之間的值。LACP使用端口優先級和端口號來造成端口標識符port identifier。LACP使用system priority 和MAC地址來造成system ID。
比較設備 ID（系統優先級+系統b）動態匯聚組中的端口狀態
在動態匯聚組中，端口可能處於兩種狀態：Selected 或Standby。Selected 端口和
Standby 端口都能收發LACP 協議，但Standby 端口不能轉發用戶報文。因爲設備所能支持的匯聚組中的最大端口數有限制，若是當前的成員端口數量超過了最大端口數的限制，則本端系統和對端系統會進行協商，根據設備ID 優的一端的
端口ID 的大小，來決定端口的狀態。具體協商步驟以下：
設備優先級+MAC 地址）。先比較系統優先級，若是相同再比較系統MAC 地址。設備ID 小的一端被認爲優。
比較端口 ID（端口優先級+端口號）。對於設備ID 優的一端的各個端口，首先比較端口先
級，若是優先級相同再比較端口號。端口ID 小的端口爲
Selected 端口，剩餘端口爲Standby 端口。在一個匯聚組中，處於Selected 狀態且端口號最小的端口爲匯聚組的主端口，其餘處於Selected 狀態的端口爲匯聚組的成員端口。口標識符。

5、 實驗部分
5.1 實驗概述
採用LACP協商的方式來建立port channel，實驗用到的設備有，兩臺cisco 2960，兩臺3560,2臺3650，涉及的協議 STP，LACP。

兩臺2960做爲接入交換機，2560做爲匯聚交換機，核心交換機爲2650。
匯聚和核心交換機之間使用LACP協商的協議實現port channel。

接入交換機和匯聚交換機之間使用STP協議防止環路。拓撲以下：

接入交換機左：F0/3 Vlan 20 F0/4 Vlan 21
接入交換機右：F0/3 Vlan 50
匯聚交換機左：F0/5 Vlan 200 IP 192.168.200.2
F0/1-2 Channel group 3
匯聚交換機右：F0/5 Vlan 220 IP 192.168.220.3
F0/1-2 Channel group 3
核心交換機左：G1/0/1 Vlan 200 IP 192.168.200.1
G1/0/2-3 Channel group 30 172.16.1.1
核心交換機右：G1/0/1 Vlan 220 IP 192.168.220.2
G1/0/2-3 Channel group 31 172.16.1.2

驗證匯聚交換機port channel：Channel group3 爲RU狀態。兩個鏈路均爲active。

驗證核心交換機的portchannel：

驗證匯聚層STP，log較多，放在附件中：

驗證網絡中機器的連通性：