多层交换技术(理论篇) 单元6 使用链路聚合扩展链路带宽
网络初级篇之链路聚合（原理与配置）
⽹络初级篇之链路聚合（原理与配置）⼀、链路聚合的产⽣ 由于在企业⽹络中，核⼼层负责数据的⾼速转发，极其容易引发链路阻塞。
所以在核⼼层部署链路聚合可以整体提升⽹络的数据吞吐量，解决链路拥塞的问题。
⼆、链路聚合的原理与好处 1、什么是链路聚合 链路聚合是把两台设备之间的链路聚集在⼀块，当做⼀条逻辑链路使⽤。
2、链路聚合带来的好处链路聚合可以提⾼链路的带宽。
理论上，通过链路聚合，可使⼀个聚合端⼝的带宽最⼤为所有成员端⼝的带宽总和。
链路聚合可以提⾼⽹络的可靠性。
配置了链路聚合的端⼝，若其中⼀端⼝出现故障，则该成员端⼝的流量就会切换到成员链路中去。
保障了⽹络传输的可靠性。
链路聚合还可以实现流量的负载均衡。
把流量平均分到所有成员链路中去。
使得每个成员链路最低限度的降低产⽣流量阻塞链路的风险三、链路聚合的模式 链路聚合总共有两种模式：⼿动负载均衡模式与LACP（链路聚合控制协议）模式。
1、⼿动负载均衡模式 在此模式下，Eth-Trunk的建⽴，成员接⼝的加⼊由⼿⼯配置。
该模式下的所有活动链路都参与数据的转发，平均分担流量。
如果某条活动链路出现故障，则⾃动在剩余的活动链路中平均分担流量。
适⽤于两直连设备之间，既需要⼤量的带宽，也不⽀持LACP协议时。
可以基于MAC地址与IP地址进⾏负载均衡。
2、LACP（链路聚合控制协议）模式 在此模式下，Eth-Trunk的建⽴，成员接⼝的加⼊由⼿⼯配置。
链路两端的设备会相互发送LACP报⽂，协商聚合参数，从⽽选举出活动链路和⾮活动链路。
活动成员链路（M）：⽤于在负载均衡模式中的数据转发。
⾮活动成员链路（N）：⽤于冗余备份。
如果⼀条活动成员链路出现故障，⾮活动成员链路中优先级最⾼的将代替出现故障的活动链路。
状态由⾮活动链路变为活动链路。
3、两者的区别 在⼿动负载均衡模式下，所有的端⼝都处于数据转发状态；在LACP模式下，会有⼀些链路充当备份链路。
四、数据流控制 1、在⼀个聚合端⼝中，成员端⼝的所有参数必须⼀致，参数包括：物理⼝数量、传输速率、双⼯模式、流量控制模式。
多层交换技术理论篇
汇报人：2023-12-01•多层交换技术概述•多层交换技术基本原理•多层交换技术理论篇•VRRP实现网关冗余技术目•部署多层交换VRRP实现网关冗余实验•多层交换技术发展与趋势录01多层交换技术概述多层交换技术是一种基于网络通信协议的交换技术，它可以在不同的网络层上实现数据包的交换和路由。
多层交换技术可以同时处理多个网络层的通信协议，能够根据数据流的不同层次进行分类和转发，具有较高的灵活性和可扩展性。
定义与特点特点定义多层交换技术起源于20世纪90年代，当时随着互联网的快速发展，传统的路由器和交换机已经无法满足网络通信的需求，因此多层交换技术应运而生。
发展随着网络通信技术的不断进步，多层交换技术也在不断发展和完善，目前已经广泛应用于大型网络、数据中心和云计算等领域。
多层交换技术可以同时处理多个网络层的通信协议，能够根据数据流的不同层次进行分类和转发，具有较高的灵活性和可扩展性，同时还可以减少网络传输延迟和数据包丢失等问题。
优势多层交换技术的实现较为复杂，需要较高的技术水平和配置管理，同时也存在一些安全风险和漏洞，需要加强安全管理和维护。
不足02多层交换技术基本原理硬件交换也称为矩阵交换，是一种使用硬件设备实现数据交换的技术。
硬件交换具有高速、高效的特点，适用于大规模、高流量的网络环境。
软件交换也称为协议交换，是一种通过软件实现数据交换的技术。
软件交换具有灵活性和可扩展性，适用于多协议、多业务的需求。
硬件交换和软件交换基于路由器的多层交换通过路由器实现不同网络层之间的数据交换。
路由器可以识别IP地址和其他协议，并根据路由表将数据包转发到目标地址。
基于交换机的多层交换通过交换机实现不同网络层之间的数据交换。
交换机可以识别MAC地址和其他协议，并根据转发表将数据包转发到目标地址。
基于路由器的多层交换与基于交换机的多层交换的…路由器和交换机在多层交换中各有优缺点。
路由器具有更强的路由和协议支持能力，但性能相对较低；交换机具有更高的性能和更灵活的配置能力，但支持的协议和功能相对较少。
链路聚合技术介绍
链路聚合技术介绍一、聚合原理链路聚合技术是一种将多个物理链路组合成一个逻辑链路的方法，以提高网络的带宽和可靠性。
通过链路聚合，可以将多个物理链路捆绑在一起，形成一个聚合链路，从而提供更高的带宽和冗余性。
二、聚合类型链路聚合可以根据不同的标准进行分类。
根据聚合链路的动态性，可以分为静态聚合和动态聚合。
静态聚合是指预先配置好的聚合链路，而动态聚合则是指根据网络状况动态调整的聚合链路。
根据聚合链路的实现方式，可以分为以太网聚合和IP层聚合。
三、聚合优势链路聚合技术具有以下优势：1. 提高带宽：通过将多个物理链路组合在一起，可以提供更高的带宽，满足高带宽应用的需求。
2. 增加冗余性：通过捆绑多个物理链路，可以提供冗余性，确保网络的高可用性。
3. 简化网络管理：通过链路聚合，可以将多个物理链路统一管理，简化网络管理的复杂性。
四、聚合协议链路聚合通常使用以下协议：1. LACP（Link Aggregation Control Protocol）：是一种用于动态建立链路聚合的协议，通过LACP协议，可以自动发现可用的物理链路并建立聚合链路。
2. LAG（Link Aggregation Group）：是一种静态配置的链路聚合方式，需要在网络设备上手动配置LAG参数，以建立聚合链路。
五、聚合实现链路聚合的实现需要考虑以下几个方面：1. 确定聚合方式：根据实际需求选择静态聚合或动态聚合方式。
2. 选择物理链路：选择可用的物理链路进行聚合。
3. 配置聚合参数：根据所选的聚合方式和物理链路，配置相应的聚合参数，如MAC地址、IP地址等。
4. 测试聚合链路：在配置完成后，需要对聚合链路进行测试，确保其正常工作。
六、聚合模式常见的链路聚合模式包括负载均衡和主备两种模式。
在负载均衡模式下，数据流量会被均匀分配到各个物理链路上，以充分利用带宽资源。
在主备模式下，主链路用于数据传输，备链路则作为主链路的备份，以提高网络的可靠性。
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。
链路聚合的操作解释
链路聚合的操作解释
链路聚合是一种网络技术，用于将多个物理链路（例如以太网、光纤等）组合成一个逻辑链路，以提高网络带宽和可靠性。
在链路
聚合中，多个物理链路被视为一个逻辑链路，数据可以同时在这些
物理链路上传输，从而增加了网络的总带宽。
链路聚合的操作包括以下几个方面：
1. 链路捆绑，链路捆绑是将多个物理链路绑定在一起，形成一
个逻辑链路。
这样，数据可以在这些物理链路之间进行负载均衡，
实现并行传输，提高网络的传输能力。
2. 负载均衡，链路聚合可以通过负载均衡算法将数据流量均匀
地分配到各个物理链路上，以充分利用每条链路的带宽。
这样可以
提高整体的网络性能，避免某条链路过载而导致的性能下降。
3. 容错和冗余，链路聚合可以提供冗余性，即当某条物理链路
发生故障或中断时，数据可以自动切换到其他可用的链路上，确保
网络的可靠性和连通性。
这种容错机制可以有效地防止单点故障，
提高网络的可用性。
4. 链路监测和管理，链路聚合系统可以对各个物理链路进行监测和管理，实时监测链路的状态和性能指标，例如带宽利用率、延迟等。
这样可以及时发现问题并采取相应的措施，保证网络的正常运行。
总之，链路聚合通过将多个物理链路绑定在一起，实现负载均衡和容错机制，提高网络的带宽和可靠性。
它在大规模网络和对高带宽、高可靠性要求的环境中得到广泛应用，例如数据中心、企业网络等。
多层交换概述(CEF FIB CAM TCAM等等作用都有)
多层交换概述（CEF FIB CAM TCAM等等作用都有）多层交换是指交换机使用硬件来交换和路由数据包，通过硬件来支持4-7层的交换。
交换机执行硬件交换，第3层引擎（路由处理器）须将有关路由选择、交换、访问列表和QoS的信息下载到硬件中，以对数据包进行处理。
MLS使用ASIC（Application-Specific Integration Circuit，应用专用集成电路）执行2层的重写操作。
2层重写包括重写源与目标MAC地址以及写入重新计算后的CRC （Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验）。
传统的MLS是基于NetFlow的交换。
3层交换引擎（路由处理器）和2层交换ASIC芯片协同工作，建立3层条目。
3层条目包括3种形式：1.源IP地址（S）2.源和目标IP地址（S/D）3.包含4层协议信息的完整流信息（FFI）例：工作站A向B发送数据包，首先将包发送给默认网关即RSM（route switch modual），MLS-SE 交换机根据数据包所包含的目标IP为B的IP而目标MAC为MLS-RP模块的MAC地址这一特性识别出该包为一个MLS候选包。
交换机由此创建流候选条目，接收包，重写2层MAC地址和CRC，转发数据包。
交换机将RSM转发的数据包视为enabler数据包。
在看到候选数据包和enabler包后，交换机耕硬件中创建一个MLS条目，以便后续包的的转发。
基于CEF的MLSCEF的MLS是基于控制平面信息和数据平面信息进行多层交换。
控制平面是指第3层引擎（路由处理器），数据平面指交换机用来进行硬件交换的硬件组伯（ASIC，Catalyst6500的Supervisor Engine和PFC模块）。
CEF是基于拓扑的转发模型，预先将路由信息加入Forwarding Information Base中，动态更新邻接表中的第2层重写信息，因此可以快速查找路由选择信息（IP邻接关系，下一跳IP地址，MAC地址）。
1、链路聚合和堆叠技术的原理和作用
链路聚合和堆叠技术是网络领域中常用的两种技术，它们在网络通信中起着至关重要的作用。
本文将对链路聚合和堆叠技术的原理和作用进行详细的介绍，希望能为读者提供一些参考。
1. 链路聚合技术的原理和作用链路聚合技术是指将多个物理链路通过一定的方式进行绑定，形成一个逻辑链路来传输数据的技术。
其原理主要通过数据包的分发算法来实现多个物理链路的负载均衡，以提高网络的带宽和可靠性。
作用：（1）增加带宽：通过链路聚合技术，可以将多个物理链路绑定在一起，形成一个逻辑链路，从而增加网络的带宽，提高数据传输的效率。
（2）提高可靠性：链路聚合技术还可以提高网络的可靠性，当一个物理链路出现故障时，数据包可以自动切换到其他正常的物理链路上进行传输，从而保证网络的稳定性。
2. 链路堆叠技术的原理和作用链路堆叠技术是指将多个网络设备通过特定的接口进行堆叠连接，形成一个统一的逻辑设备来管理和传输数据的技术。
其原理主要是通过堆叠协议来实现多个设备之间的统一管理和控制。
作用：（1）简化管理：通过链路堆叠技术，可以将多个网络设备进行堆叠连接，形成一个统一的逻辑设备来管理和控制，从而简化网络的管理和维护工作。
（2）提高扩展性：链路堆叠技术还可以提高网络的扩展性，当网络需要扩展时，可以通过添加新的设备进行堆叠连接，从而扩展网络的规模和容量。
3. 链路聚合和堆叠技术的结合应用链路聚合和堆叠技术可以结合应用在网络中，通过将多个物理链路进行聚合，然后将多个网络设备进行堆叠连接，形成一个高带宽、高可靠性的网络架构。
结合应用的主要作用：（1）提高带宽：通过链路聚合技术和链路堆叠技术的结合应用，可以实现网络的高带宽传输，从而满足大规模数据传输的需求。
（2）提高可靠性：结合应用还可以提高网络的可靠性，当一个物理链路或网络设备出现故障时，可以通过其他正常的链路和设备来保证数据的传输。
总结：链路聚合和堆叠技术作为网络领域中常用的技术，对于提高网络的带宽和可靠性起着至关重要的作用。
链路聚合基本原理及配置
Link
E
Aggregation
C
F
• 快速以太口和千兆以太口可以将多条链路看成是一条链路，增
加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ路带宽。
负载分配机制
DDD D
A
Fast Ethernet 1 Fast Ethernet 2
D
DDDD
D
B
Link
Aggregation
Fast Ethernet 3 Fast Ethernet 4
LACP:链路聚合控制协议
Link Aggregation Control Protocol 标准：IEEE 802.3ad LACP通过协议将多个物理端口聚合到
Trunk组，形成一个逻辑端口 LACP自动产生聚合，自动发现故障链路，
在获得最大的带宽同时保证链路的有效性。
3系列交换机链路聚合的原则
查看Trunk组2中成员端口的聚合状态 :
ZXR10(config)#show lacp 2 internal
Smartgroup:2 Actor Agg LACPDUs Port Oper Port RX Mux Port State Interval Priority Key State Machine Machine -----------------------------------------------------------------fei_3/17 selected 30 32768 0x202 0x3d current collecting-distributing fei_3/18 selected 30 32768 0x202 0x3d current collecting-distributing
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学习目标
本单元帮助读者认识交换网络中的链路聚合技术， 掌握Aggregate Port技术。
6.1 了解以太网链接聚合技术
6.1.1 以太网链路聚合简介
Switch A与Switch B之间通过三条以太网物理链路相连，将这三条链路捆绑在一起，就成为了一条 逻辑链路Aggregate Port 1。这条逻辑链路的带宽等于三条物理链路带宽总和，聚合链路不仅仅增加骨干 链路的带宽；同时，这三条以太网物理链路相互备份，当其中某条物理链路下线，还可以通过其它两条 物理链路转发报文。
由于没有LACP协议参与，因此在手工配置聚合组时，不 会考虑到对端设备的汇聚信息；而将本端设备接口进行汇聚， 可能会出现一端汇聚接口和另一端汇聚接口不一致的错误配 置，从而容易形成环路。
6.2 LACP技术介绍
6.2.1 LACP产生背景
Switch A和Switch B通过3个千兆接口连接在一起，可以设置Switch A 的系统优先级为61440， 配置Switch B的系统优先级为4096。在Switch A和Switch B互相连接的3个接口上打开LACP 链路聚 合。其中，设置3个接口的聚合模式为主动模式，设置3个接口的接口优先级为默认优先级32768。
6.2 LACP技术介绍 6.2.4 LACP汇聚模式之一：静态LACP链路汇聚
使用静态LACP由协议确定聚合组中的活动和非活动链路，又称为M:N模式，即M条活 动链路与N条备份链路的模式。这种模式提供了更高的链路可靠性，并且可以在M 条链路中 实现不同方式的负载均衡。
6.2 LACP技术介绍
6.2.4 LACP汇聚模式之一：静态LACP链路汇聚
6.1 了解以太网链接聚合技术 6.1.2 链路聚合模式
静态链路聚合AP 实现简单，用户只要将指定的物理接口通过链路聚合的配置命令， 加入到同一个聚合组AP 中，就可以实现多条物理链路的聚合。骨干链路上的成员接口一 旦加入聚合组后，即可参与AP 聚合组的数据收发，并参与实现聚合组中的流量均衡。
在静态聚合模式下配置的聚合组称为静态聚合组。处于静态AP模式下AP 接口，称为 静态AP 口，其对应的成员接口称为静态AP 成员口。静态链路聚合AP组一旦配置好后， 接口的选中/非选中状态都不会受网络环境的影响，比较稳定。
两端设备根据系统LACP优先级确定主从关系。最后，两端设备根据接口LACP优先级确 定活动接口，最终以主动端设备的活动接口确定两端的活动接口。
汇聚组的两端设备均会收到对端发来的LACP报文，本端系统和对端系统会根据根据两 端系统中设备ID和接口ID等信息，来决定两端接口的状态。
6.2 LACP技术介绍
链路聚合概述
聚合方式
➢静态聚合 ➢动态聚合
聚合端口是逻辑端口，根据可以加入的以太口的类型 ➢二层聚合口 ➢三层聚合口
6.2 LACP技术介绍
6.2.1 LACP产生背景
手工链路聚合实现链路的负载分担模式是一种最基本的 路聚合方式。在该模式下，成员接口的加入，以及哪些接口 作为活动接口完全由手工来完成。
技术背景
以太网链路聚合Aggregate Port通过 将多条以太网物理链路，捆绑ຫໍສະໝຸດ 一起形 成一条逻辑链路，如图所示。
聚合在一起的逻辑链路具有物理链路 一样的功能，此外，聚合端口不仅仅能 实现扩展链路带宽的目的，还能实现骨 干链路的均衡负载。同时，这些捆绑在 一起的链路通过相互动态备份，可以提 高链路的可靠性。
单元6 使用链路聚合扩展链路带宽
链路聚合概述
• 在如下场景中，为了可以满足来自多条链路的流量，交换机之间必须具有更高的带宽 • 可以增加交换机之间的物理链路数量，以提高交换机到交换机通信的总体速度。但默认情况下， 交换机会启用STP，将阻塞冗余链路，以防环路出现
服务器
PC
技术背景
在交换网络的中心，汇聚和核心设备之间通常存在大量报文流，在需要更大的带宽来支撑， 这时候就可以把设备上多条物理链路聚合成一条逻辑链路聚合链路带宽，并通过配置适当的流 量平衡算法，使聚合口上报文尽可能平衡到每一条物理链路，以提高带宽利用率。
6.2.5 LACP汇聚模式之二：动态LACP链路汇聚
动态LACP汇聚是一种系统自动创建或删除的汇聚，动态汇聚组内端口的添加和删除是 协议自动完成的。通过LACP协议自动创建、自动删除的动态汇聚，不需要用户增加或删除 动态LACP汇聚中的成员接口。
在动态汇聚中，只要接口上激活了LACP协议 ，且接口的速率和属性相同、连接到同一 个设备、有相同基本配置的接口，就能被动态汇聚在一起。即使只有一个接口也可以创建动 态汇聚，此时为单接口汇聚。动态汇聚中，端口的LACP 协议处于使能状态。
6.2 LACP技术介绍
6.2.2 手工静态汇聚模式
手工汇聚模式也称为静态聚合，是一种最基本的链路聚合方 式。在该模式下，汇聚组的创建、成员接口的加入完全由手工配 置来完成，没有链路聚合控制协议LACP的参与。该模式下所有成 员接口都参与数据的转发，分担负载流量，称为手工负载分担模 式。
在手工汇聚接口的情况下，接口的LACP协议为关闭状态，禁 止用户在汇聚接口上打开LACP 协议。
6.2 LACP技术介绍
6.2.3 LACP汇聚模式
LACP模式是一种利用LACP协议 进行聚合参数协商、确定活动接口和非活动接口的链路聚合方式。 该模式下需手工创建聚合端口，手工加入成员接口到聚合口中，由LACP协议 协商确定活动接口和非活动 接口。
LACP模式也称为M∶N模式，这种方式同时可以实现链路负载分担和链路冗余备份的双重功能。在 链路聚合组中M条链路处于活动状态，这些链路负责转发数据并进行负载分担，另外N条链路处于非活动 状态作为备份链路，不转发数据。
链路聚合概述
链路聚合又称聚合端口（Aggregate-port） ，是把交换机多个特性相同
的端口物理连接并绑定为一个逻辑端口，将多条链路聚合成一条逻辑链路。 在各端口上负载分担，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，提高可靠性。
遵循IEEE 802.3ad协议的标准