网络互联技术与实践第5章：交换机之间的链路聚合
计算机网络技术之五之三链路聚合配置应用介绍课件
LACP协议通过发送LACP数据包，自动协商成 员链路的状态，并自动调整聚合组的成员链路。
动态链路聚合可以提高网络的可靠性和性能， 同时可以减少人工干预。
链路聚合协议的选择
LACP（Link Aggregation Control Protocol）：基于IEEE 802
应用场景：数据中心内部网络、数据中
01
心与外部网络之间的连接 链路聚合技术：将多个物理链路聚合成 02 一个逻辑链路，提高带宽和可靠性 优势：提高网络性能、降低延迟、提高
03
网络可用性 应用案例：大型互联网公司、金融机构、 04 政府机构等数据中心网络中广泛应用
企业网络
企业内部网络：提 高带宽，降低延迟，
A
合时，需要手动配置聚合组和成
员接口。
B
静态链路聚合的优点是配置简 单，易于管理。
静态链路聚合的缺点是当某个成
C
员接口出现故障时，需要手动配
置新的成员接口来替换故障接口。
静态链路聚合的配置步骤包括：
D
创建聚合组、配置成员接口、配
置负载均衡等。
动态链路聚合
动态链路聚合是指在链路聚合组中，动态地添 加或删除成员链路。
提高网络可靠性
企业分支机构网络： 实现分支机构之间 的高速互联，提高
数据传输效率
企业数据中心网络： 提高数据中心内部 网络带宽，实现 企业云平台之间的 高速互联，提高云
服务性能
校园网络
01
校园网是学校内部 网络，用于连接各 个教学楼、实验室、
图书馆等场所。
02
校园网通常采用链 路聚合技术，提高 网络带宽和稳定性。
交换机与服务器如何通过链路聚合互连
多台交换机对接，配置不同VLAN
IEEE 802.3ad 动态链接 聚合
Adaptive transmit load balancing
Adaptive load balancing
LACP（链路聚合） 多台交换机对接 手工负载分担模式（链路聚合）
同一个报文服务器会复制两份分别往两条线路发送， 建议用多台交换机对接，配置不同VLAN。 链路聚合，交换机配置LACP模式
配置服务器
1、打开“网络和共享中心”，选择“更改适配器设置”
2020/6/30 星期二
配置服务器
2、在需要测试的网卡端口上单击右键，选择“属性”。
2020/6/30 星期二
配置服务器
3、选择对应网卡的服务程序，比如此处为Intel，然后单击“配置”
2020/6/30 星期二
配置服务器
4、单击分组，勾选“将此适配器与其他适配器组合”，然后再单击“新 组” ，重新命名新组，然后单击“确定”
2020/6/30 星期二
配置服务器
5、命名新组后勾选所需要的网卡端口
2020/6/30 星期二
配置服务器
6、选择需要的组类型为“IEEE 802.3ad动态链路聚合”，单击“下一步”， 继续完成配置
2020/6/30 星期二
2、配置SwitchA上的成员接口加入Eth-Trunk10。
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/1 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] eth-trunk 10 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit [SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/2 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] eth-trunk 10 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit [SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/3 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/3] eth-trunk 10 [SwitchA-GigabitEthernet0/0/3] quit
链路聚合技术介绍
链路聚合技术介绍
链路聚合技术是一种将多个不同链路或网络连接合并成一个更强大和可靠的连接的技术。
它旨在提高数据传输的速度和可靠性，以满足现代社会对高速网络的需求。
在过去，人们通过单一的网络连接来传输数据，这种传输方式存在一些限制，比如速度慢、容易中断等。
为了解决这些问题，链路聚合技术应运而生。
它通过同时使用多个网络连接来传输数据，从而提高了传输速度和可靠性。
链路聚合技术的工作原理是将多个网络连接合并成一个虚拟连接，使得数据可以同时通过多个连接进行传输。
这样做的好处是，即使其中一个连接出现故障，数据仍然可以通过其他连接继续传输，从而保证传输的连续性和可靠性。
链路聚合技术可以应用于多个领域，比如互联网接入、企业网络和数据中心等。
在互联网接入方面，链路聚合技术可以提供更快速的网页加载速度和更稳定的网络连接，从而改善用户的上网体验。
在企业网络方面，链路聚合技术可以提供更高的带宽和更可靠的网络连接，满足企业对数据传输的需求。
在数据中心方面，链路聚合技术可以提高数据传输的效率和可靠性，从而提升整个数据中心的性能。
总的来说，链路聚合技术是一种通过同时使用多个网络连接来提高
传输速度和可靠性的技术。
它可以应用于多个领域，提供更快速、更稳定和更可靠的网络连接。
随着科技的不断发展，链路聚合技术有望在未来得到更广泛的应用。
相信通过不断的创新和发展，链路聚合技术将为人们的生活带来更多便利和可能性。
路由交换机链路聚合
实验四以太网链路聚合【实训背景】假设企业采用两台交换机组成一个局域网，由于很多数据流量是跨过交换机进行转发的，为了提高带宽，你在两台交换机之间连接了两条网线，希望能够提高链路带宽，提供冗余链路。
【实训目的】掌握端口聚合的配置方法，理解端口聚合的作用和特点【技术原理】端口聚合(Aggregate-port )又称链路聚合，是指两台交换机之间在物理上将多个端口连接起来，将多条链路聚合成一条逻辑链路。
从而增大链路带宽，解决交换网络中因带宽引起的网络瓶颈问题。
多条物理链路之间能够相互冗余备份，其中任意一条链路断开，不会影响其他链路的正常转发数据。
端口聚合遵循IEEE 802.3ad协议的标准。
【实训内容】1、根据拓扑将主机和交换机进行连接（未形成环路）2、测试主机之间可以相互ping通3、配置端口聚合4、测试（形成环路）5、测试（断开任一链路）【实现功能】增加交换机之间的传输带宽，并实现链路元余备份。
【实训设备】s3100（2台），PC（2台）、直连线（4条）【实训拓扑】【实训步骤】1、在交换机SwitchA 上创建Vlan 10，并将端口划分到Vlan 10 中。
<h3c><h3c>system-view ！进入全局配置模式[h3c]sysname SwitchA[SwitchA] vlan 10 ！创建Vlan 10[SwitchA-vlan10]name caiwu ！将Vlan 10 命名为caiwu[SwitchA-vlan10] port Ethernet1/0/3 to Ethernet1/0/10 ！将端口划分到Vlan 10 [SwitchA-vlan10]quit验证测试：验证已创建了Vlan 10，并将端口已划分到Vlan 10 中SwitchA#display vlan id 102、在交换机SwitchA 上配置聚合端口。
<SwitchA>system-view[SwitchA] link-aggregation group 1 mode manua ！创建聚合接口AG1 模式为manua [SwitchA] quit[SwitchA] interface e 1/0/1 ！进入接口0/1[SWITCHA-Ethernet1/0/1]port link-type trunk ：设置为trunk模式[SwitchA-ethernet0/1] port link-aggregation group 1 ！配置接口1/0/1 属于AG1 [SwitchA] interface E 0/2！进入接口0/2[SWITCHA-Ethernet1/0/2]port link-type trunk ：设置为trunk模式[SwitchA-ethernet0/2] port link-aggregation group 1 ！配置接口1/0/2 属于AG1 [SwitchA-ethernet0/2] quit验证测试：验证接口ethernet 0/1和0/2 属于AG1[SwitchA]disp aggregatePort verbose3、在交换机SwitchB 上创建Vlan 10，并将0/10 端口划分到Vlan 10 中。
实验五：交换机链路聚合
实验五交换机链路聚合【实验名称】交换机链路聚合（802.3ad冗余备份测试）【实验目的】理解链路聚合的配置及原理。
【背景描述】假设某企业采用２台交换机组成一个局域网，由于很多据流量是跨过交换机进行传送的，因此需要提高交换机之间的传输带宽，并实现链路冗余备份，为此网络管理员在２台交换机之间采用２根网线互连，并将相应的２个端口聚合为一个逻辑端口，现要在交换机上做适当配置来实现这一目标。
【实现功能】增加交换机之间的传输带宽，并实现链路冗余备份。
【实验拓扑】SwitchA F0/1 F0/1SwitchBF0/2 F0/2【实验设备】S2126G【实验步骤】步骤１．在交换机SwitchA上创建Vlan10,并将０／５端口划分到Vlan 10中switchA#configure terminal ！进入全局配置模式switchA(config)#vlan 10 ！创廚VLAN10switchA(config-vlan)#name sales ！将其命名为salesswitchA(config-vlan)#exitswitchA(config)#interface fastethernet 0/5 !进入接口配置模式switchA(config-if)#switchport access vlan 10 ！将0/5端口划分到VLAN 10中步骤２．在交换机SwitchA 上配置聚合端口switchA(config)#interface aggregateport 1 !创建聚合接口AG1switchA(config-if)#switchport mode trunkswitchA(config-if)#exitswitchA(config)#interface range fastethernet 0/1-2 ！进入接口0/1和0/2 switchA(config-if-range)#port-group 1 ！配置接口0/1和0/2属于AG1验证测试：验证接口fastethernet 0/1和0/2属于AG1switchA#show aggregateport 1 summaryAggregatePort MaxPorts SwitchPort Mode Ports------------- -------- ---------- ------ -----------------------Ag1 8 Enabled Trunk Fa1/0/1, Fa1/0/2步骤３．在交换机SwitchB 上创建Vlan 10,并将0/5端口划分到Vlan 10中SwitchB#configure terminal ！进入全局配置模式SwitchB(config)#vlan 10 ！创建VLAN10SwitchB(config-vlan)#name sales ！将其命名为salesSwitchB(config-vlan)#exitSwitchB(config)#interface fastethernet 0/5 !进入接口配置模式SwitchB(config-if)#switchport access vlan 10 ！将0/5端口划分到VLAN 10中步骤４．在交换机SwitchB 上配置聚合端口SwitchB(config)#interface aggregateport 1 !创建聚合接口AG1SwitchB(config-if)#switchport mode trunk ！SwitchB(config-if)#exitSwitchB(config)#interface range fastethernet 0/1-2 ！进入接口0/1和0/2 SwitchB(config-if-range)#port-group 1 ！配置接口0/1和0/2属于AG1步骤５．验证当交换机之间的一条链路断开时，PC1与ＰＣ2仍能互相通信c:\ping 192.168.10.20 -t【注意事项】只有同类型端口才能聚合为一个端口。
链路聚合的过程
链路聚合的过程链路聚合的过程可以概括如下：1.多个物理端口被聚合在一起，形成一个逻辑端口。
2.每个物理端口负责一定量的流量吞吐，实现出/入流量的负荷分担。
3.当某个物理端口出现故障时，交换机将停止在该端口发送数据包,并根据预先设定的负荷分担策略，在其余的链路中选择新的发送端口。
4.当故障端口恢复后，它将被重新纳入到链路中，并再次作为数据包的发送和接收端口。
链路聚合的过程是一种常见的网络技术，它可以将多个物理链路组合成一个逻辑链路，以提高网络的带宽和可靠性。
以下是链路聚合过程的具体步骤：1.配置聚合链路：在进行链路聚合之前，需要先配置聚合链路。
这包括确定参与聚合的物理端口、设置聚合组、配置聚合链路的属性等。
2.建立聚合链路：在聚合链路的配置完成后，需要通过一系列的协议和协商过程来建立聚合链路。
这个过程通常涉及到交换机的自动协商机制和手动配置。
3.数据传输：在聚合链路建立完成后，数据可以通过聚合链路进行传输。
当有数据传输时，交换机将根据预设的策略在多个物理端口之间进行负载均衡，确保数据的快速和可靠传输。
4.故障处理：如果某个物理端口出现故障，交换机将自动检测到这个故障，并停止在该端口发送数据。
同时，交换机将根据预设的策略在其余的链路中选择新的发送端口，以保证数据的可靠传输。
5.维护和监控：为了确保聚合链路的正常运行，需要定期进行维护和监控。
这包括检查物理端口的状态、监视数据传输的质量、定期检查配置等。
总的来说，链路聚合的过程是一个复杂的过程，需要仔细的配置和监控。
通过使用链路聚合技术，可以提高网络的带宽和可靠性，满足不断增长的网络需求。
实验一 交换机链路聚合
西安财经学院信息学院Array网络工程与实践实验报告实验名称：生成树实验实验日期：2013年09月02日实验目的：1、了解生成树协议的作用；2、熟悉生成树协议的配置。
实验设计：交换机之间具有冗余链路本来是一件很好的事情，但是它有可能引起的问题比它能够解决的问题还要多。
如果你真的准备两条以上的路，就必然形成了一个环路，交换机并不知道如何处理环路，只是周而复始地转发帧，形成一个“死循环”，这个死循环会造成整个网络处于阻塞状态，导致网络瘫痪。
采用生成树协议可以避免环路。
生成树协议的根本目的是将一个存在物理环路的交换网络变成一个没有环路的逻辑树形网络。
IEEE802.1d 协议通过在交换机上运行一套复杂的算法STA （spanning-tree algorithm），使冗余端口置于“阻断状态”，使得接入网络的计算机在与其他计算机通讯时，只有一条链路生效，而当这个链路出现故障无法使用时，IEEE802.1d 协议会重新计算网络链路，将处于“阻断状态”的端口重新打开，从而既保障了网络正常运转，又保证了冗余能力。
下图为实验时的操作内容图和拓扑结构：设备配置记录：网线连接：步骤：一、正确连接网线，恢复出厂设置之后，做初始配置交换机A：switch#configswitch(Config)#hostname switchAswitchA(Config)#interface vlan 1switchA(Config-If-Vlan1)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0switchA(Config-If-Vlan1)#no shutdownswitchA(Config-If-Vlan1)#exitswitchA(Config)#交换机B：switch#configswitch(Config)#hostname switchBswitchB(Config)#interface vlan 1switchB(Config-If-Vlan1)#ip address 10.1.157.101 255.255.255.0switchB(Config-If-Vlan1)#no shutdownswitchB(Config-If-Vlan1)#exitswitchB(Config)#二、“PC1 ping PC2 –t ”观察现象1、ping不通；2、所有连接网线的端口的绿灯很频繁地闪烁，表明该端口收发数据量很大，已经在交换机内部形成广播风暴。
交换机与服务器如何通过链路聚合互连
交换机对接服务器案例
配置步骤
配置交换机
1、在SwitchA上创建Eth-Trunk10并配置为LACP模式。
<HUAWEI> system-view [HUAWEI] sysname SwitchA [SwitchA] interface eth-trunk 10 [SwitchA-Eth-Trunk10] mode lacp [SwitchA-Eth-Trunk10] quit
用多台交换机对接
针对IPv4流量的接收负载均衡，交换机 配置手工负载分担模式。
交换机对接服务器案例
配置案例
如图所示，交换机SwitchA与服务器对接， 服务器的网卡适配器为Intel(R)的，并且通 过多网卡聚合，来提高带宽、增加可靠性。
配置思路
1、在SwitchA上配置链路聚合，聚合模式为 LACP。
Adaptive load Pagbea4lancing
LACP（链路聚合） 多台交换机对接
手工负载分担模式（链 路聚合）
所绑定的网卡的IP都被修改成相同的MAC 地址，需要通过聚合口对接 一个接口处于主状态 ，一个接口处于从 状态，所有流量都在主链路上处理，交 换机接口划在同一个VLAN中 手工负载分担模式是通过源MAC和目的 MAC做负载分担 同一个报文服务器会复制两份分别往两 条线路发送，建议用多台交换机对接， 配置不同VLAN。 链路聚合，交换机配置LACP模式
Round-robin policy
Active-backup policy
手工负载分担模式（链 路聚合）
划分同一个VLAN
Load balancing Broadcast
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5.2.3 以太信道协商协议
开（on） 用户可配 置模式 关（off） 自动（auto） 希望（desirable）
5.2.3 以太信道协商协议
2. 链路聚合控制协议 链路聚合控制协议是一种基于标准的协议，可替代 PagP，它是由IEEE 802.3ad（链路聚合）定义的。交换 机通过具有以太信道功能的端口交换LACP分组。 如果希望使用LACP处理通道，可以使用active和 passive两种模式。在LACP中，要启动自动的以太信道 配置，至少需要将链路的一端配置成Acitvie模式来启动 通道，因为处于passive模式的端口只会被动地响应初始 化请求，而不会发起LACP数据包。
第5章：交换机之间的链路聚合
5.1 任务描述 随着实验中心学生机房计算机数量的增加，学生在使用 网络的过程中，实验中心的交换机的核心交换机之间的连接 采用100Mbps，在网络访问高峰阶段实验中心和核心交换机 之间的网络流量比较大，已经超过了100Mbps，成为一个瓶 颈，如何提高实验中心和核心交换机的网络带宽呢？ 目前通常采用的办法是升级网络系统，将快速以太网升 级到吉比特以太网，这样实验中心和核心交换机之间的网络 带宽达到了1000Mbps，但这样就需要更换核心交换机和实验 中心的交换机，成本较高，经常检测发现，高峰阶段实验中 心和核心交换机之间的网络流量一般在150Mbps到250Mbps 之间。那有没有其它的解决方案呢。这时有人提出了能不能 采用交换机之间链路聚合的方式来提高交换机之间的连接带 宽呢？
第5章：交换机之间的链路聚合
5.2 相关知识
5.2.1以太信道（EtherChannel）概念 5.2.2 以太信道的帧分配和负载均衡 5.2.3 以太信道协商协议
5.2.4 以太信道配置的指导原则
5.2.5 以太信道配置
5.2.6 以太信道故障排除
5.2.1以太信道（EtherChannel）概念
5.2.4 以太信道配置
1. 配置PagP以太信道
要配置交换机端口使其进行PagP协商（默认配置），可 使用下列命令： Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#channel-protocol pagp Switch(config-if)#channel-group number mode [on|off|auto［non-silent］| desirable [non-silent]] 要指定在组成以太信道的链路之间实现负载均衡（帧分配） 技术，需要使用如下命令： switch (config)#port-channel load-balance ?
EthernChannel
图5.1 以太通道技术
5.2.1以太信道（EtherChannel）概念
以太信道技术主要应用于以下场合： 交换机与交换机之间的连接：分布层交换机到核心层交 换机或核心层交换机之间。 交换机与服务器之间的连接：集群服务器采用多网卡与 交换机连接提供集中访问。 交换机与路由器之间的连接：交换机和路由器采用端口 聚合可以解决广域网和局域网连接瓶颈。 服务器与路由器之间的连接：集群服务器采用多网卡与 路由器连接提供集中访问。特别是在服务器采用端口聚合 时，需要专有的驱动程序配合完成。
5.2.1以太信道（EtherChannel）概念
400Mb
核心层
400Mb 400Mb 400Mb
分布层
图5.2使用以太通道的网络配置
5.2.1以太信道（EtherChannel）概念
Catalyst 3750交换机堆叠
Catalyst 3750交换机堆叠 Channel group1 StackWise Port Connections Switch 1 Switc2. 配置以太信道的负载均衡
Method值 Src-ip Dst-ip Src-dst-ip Src-mac Dst-mac Src-dst-mac src-port Dst-port Src-dst-port 散列输入 源IP地址 目的IP地址 源和目的IP地址 源MAC地址 目的MAC地址 散列算法 位 位 XOR 位 位 交换机型号 6500/4500/3750/3560/2970 6500/4500/3750/3560/2970 6500/4500/3750/3560/2970 6500/4500/3750/3560/2970 6500/4500/3750/3560/2970 6500/4500/3750/3560/2970 6500/4500 6500/4500 6500/4500
10G以太信道（10Gigabit EtherChannel）
5.2.1以太信道（EtherChannel）概念
以太信道能从组合将2～8条标准的以太链路（最高 160Mb/s）到一条逻辑信道，到组合将2～8条快速以太链 路（最高1.6Gb/s）到一条逻辑信道，再到组合将2～8条 10G以太链路（最高160Gb/s）到一条逻辑信道。 以太信道将2～8条链路捆绑为一组逻辑链路，如图 5.1所示。并且当捆绑的链路中有一条出现故障时，以太信 道能继续运行，以及当故障链路恢复后能重新将其加入到 捆绑链路中。以太信道常与以太网Trunk同时使用，并且 支持IEEE802.1Q和ISL两种以太网trunk技术。
Switch 1 StackWise Port Connections Switch 2 Switch 3
Channel group1
Switch A
Switch 3 图5.4堆叠交换机上的以太网通道示例
图5.3单一交换机上的以太网通道示例
5.2.2 以太信道的帧分配和负载均衡
1. 在以太信道中分配流量 以太信道中的 流量以确定的方式 在各条捆绑的链路 之间分配。然而， 负载不一定在所有 链路之间平均分配， 散列 算法 相反，将根据散列 算法的结果将帧转 发到特定链路上。
源IP地址 目标IP地址
源IP地址和目标IP地址的组合
源MAC地址和目标MAC地址 的组合 TCP/UDP端口号
5.2.2 以太信道的帧分配和负载均衡
2. 配置以太信道的负载均衡
对MAC地址或IP地址执行散列运算，还可以只对源地址、 目标地址或两者执行散列运算。要指定在以太信道的链路之间 分配帧的方法，在全局配置模式下使用如下命令： Switch(config)#port-channel load-balance method 默认配置是使用源IP地址与目标IP地址进行异或运算 （Src-dst-ip）。Catalyst3750和3560默认使用src-mac进行第 2层交换。如果在以太信道上使用第3层交换，将总是使用Srcdst-ip，即它是不可配置的。 选择均衡方法时，应使用变化最大的，还要考虑网络使用 的编制类型。如果大部分数据流都是IP分组，根据IP地址或 TCP/UDP端口号进行负载均衡是合理的。
5.2.3 以太信道协商协议
1. 端口聚合协议 交换机通过支持以太信道的端口交换PagP分组。本 地交换机标识邻居、获悉其端口组功能把将其同自己的端 口组功能进行比较。邻居设备ID和端口组功能相同的端口 捆绑在一起，形成一条双向的点到点的以太信道链路。 PagP只在配置的静态VLAN中或中继模式相同的端 口上建立以太信道。如果某个被捆绑的端口发生变化， PagP将动态地修改以太信道参数。
5.2.3 以太信道协商协议
（1）将以太信道内的所有端口指定到同一个VLAN，或者 将其都配置为trunk端口；如果将以太信道配置为trunk，在以 太信道内所有的端口上配置相同的trunk模式。在以太信道内的 各端口上配置不同的trunk模式会引起意想不到的结果；在 trunking以太信道内，通道内所有端口上支持的VLAN的范围相 同。如果各个端口支持的VLAN范围不相同，即使设为Auto或 者Desirable模式，端口也不会形成以太信道； （2）不要将以太信道内的端口置为动态VLAN端口，这会 严重影响交换机的性能；具有GARP，GVRP或者QOS配置不同 的端口不会形成以太信道；如果一个端口上配置了对广播的限 制，将广播限制配做以通道内所有端口百分比为单位的限制.如 果使用“包每秒”形式的广播限制，则在超过广播限制的1秒钟 内，单播数据包可能丢失； （3）启动安全策略的端口不能形成以太信道，对于以太信 道内的端口，不能启动端口上的安全功能；
5.2.4 以太信道配置
2. 配置LACP以太信道
要配置交换机端口使其进行LACP协商，可使用下列 命令： Switch(config)#lacp system-priority priority Switch(config)#interface type mod/num Switch(config-if)#channel-protocol lacp Switch(config-if)#channel-group number mode [on | passive | active] Switch(config)#lacp system-priority priority
5.2.1以太信道（EtherChannel）概念
100/1000 Ethernet 1
100/1000 Ethernet 2 100/1000 Ethernet 3 EthernChannel
100/1000 Ethernet 4
100/1000 Ethernet 5 100/1000 Ethernet 6 100/1000 Ethernet 7 100/1000 Ethernet 8
源和目的 MAC 地 XOR 址 源端口号 位 目的端口号 源和目的端口号 位 XOR
5.2.3 以太信道协商协议
以太信 道协商 协议
端口聚合协议（PAgP，Port Aggregation Protocol）,它是Cisco的专用解决方案
链路聚合控制协议（LACP，Link Aggregation Control Protocol），它是基于 IEEE 802.3ad标准的。