什么是LACP

半兽人 发表于: 2023-10-30   最后更新时间: 2023-10-30 16:31:14  
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LACP(Link Aggregation Control Protocol)是一种网络协议,用于实现以太网链路的汇聚或聚合,也称为链路聚合或端口聚合。通过LACP,多个物理以太网链路可以组合成一个逻辑链路,从而增加带宽和提高冗余性。这个逻辑链路可以被视为单一的高带宽连接,而不是多个单独的链路。

LACP的主要特点包括:

  • 带宽增强:LACP允许将多个物理链路组合在一起,以增加总带宽。这对于那些需要更高带宽的网络应用非常有用。

  • 冗余性:通过使用LACP,即使其中一个物理链路发生故障,网络仍然能够保持连通性,因为其他链路可以继续工作。

  • 自动配置:LACP能够自动检测可用链路并配置它们,从而简化了网络管理。

  • 标准化:LACP是IEEE 802.3ad标准的一部分,因此它是一种通用的协议,可以在各种不同厂家的网络设备之间使用。

LACP通常用于需要高可用性和带宽的企业网络环境,例如数据中心、企业内部网络和服务器之间的连接。通过合并多个物理链路,LACP有助于确保网络的稳定性和性能。

简单的文字示意图来描述LACP的工作原理:

   +---------+         +---------+
   |         |         |         |
   | Switch  |         | Switch  |
   |   A     |         |   B     |
   |         |         |         |
   +---|-----+         +-----|---+
       |                   |
   +---|-------------------|---+
   |   |   LACP            |   |
   |   |   Logical Link    |   |
   |   |                   |   |
   |   |                   |   |
   |   +-------------------+   |
   |                           |
   +---------------------------+

上面的示意图显示了两个交换机(Switch A和Switch B),它们之间通过LACP创建了一个逻辑链路。该逻辑链路由多个物理链路组成,这些链路提供了更高的带宽和冗余性。通过LACP协议,这两个交换机可以自动配置和管理这个逻辑链路,以提供更好的性能和可靠性。

当涉及到LACP和链路聚合的不同架构时,通常会涉及以下两种常见配置示意图:

  1. Active-Active LACP Configuration(主动-主动LACP配置):

    在这种配置中,多个物理链路都处于活动状态,传输数据流量,从而充分利用所有链路的带宽。这是一种常见的配置,特别适用于需要高带宽的环境,如数据中心。下面是一个文字示意图:

    +---------+       +---------+
    |         |       |         |
    | Switch  |       | Switch  |
    |   A     |       |   B     |
    |         |       |         |
    +---|-----+       +-----|---+
        |                 |
    +---|-----------------|---+
    |   |   LACP          |   |
    |   |   Logical Link  |   |
    |   |   Active-Active |   |
    |   +-----------------+   |
    |                         |
    +-------------------------+
    
  2. Active-Passive LACP Configuration(主动-被动LACP配置):

    在这种配置中,一个交换机处于主动状态,而另一个交换机处于被动状态。主动交换机传输数据流量,而被动交换机仅在主动交换机故障时接管。这提供了冗余性,但在正常情况下,只有一个交换机处于活动状态。下面是一个文字示意图:

    +---------+       +---------+
    |         |       |         |
    | Switch  |       | Switch  |
    |   A     |       |   B     |
    | (Active)|       |(Passive)|
    +---|-----+       +-----|---+
        |                 |
    +---|-----------------|---+
    |   |   LACP          |   |
    |   |   Logical Link  |   |
    |   |   Active-Passive|   |
    |   +-----------------+   |
    |                         |
    +-------------------------+
    

    这些示意图描述了LACP的两种常见配置方式。在实际网络中,可以根据需求选择适当的配置方式,以满足性能和冗余性要求。还有其他更复杂的配置,涉及更多的交换机和链路,以实现更高级的网络拓扑和可用性目标。

LACP与LAG是什么关系?

链路聚合组LAG(Link Aggregation Group)是指将若干条以太链路捆绑在一起形成一条逻辑链路,也称Eth-Trunk链路。每个聚合组对应一个链路聚合接口或Eth-Trunk接口,组成Eth-Trunk接口的各个物理接口称为成员接口,成员接口对应的链路称为成员链路。链路聚合接口可以作为普通的以太网接口来使用,与普通以太网接口的差别在于:转发的时候链路聚合组需要从成员接口中选择一个或多个接口来进行数据转发。

链路聚合组与链路聚合接口、成员接口和成员链路关系示意图

LAG是一种链路聚合技术,当在两台交换机之间并行连接多个端口并将它们配置为LAG时,链路聚合组就会形成,而LACP是一种自动建立LAG的控制协议,用于启用LAG自动配置网络交换机端口、分离链路故障和激活故障切换。

LAG主要有两种模式,分别是手工模式和LACP模式。

  • 手工模式:指LAG不启用任何链路聚合协议,Eth-Trunk的建立、成员接口的加入由手工配置。
  • LACP模式:指LAG启用LACP链路聚合协议,Eth-Trunk的建立、成员接口的加入基于LACP协议协商完成。

部分设备支持手工模式,但不支持LACP模式,LACP模式需要本端和对端设备同时启用LACP协议,所选择的活动接口必须保持一致,才能建立LAG,如果对端设备未启用LACP协议,本端LAG会尝试将数据包传输到远程单个接口,可能导致通信失败。

为什么要用LACP?

LACP模式对数据传输更加稳定和可靠

手工模式下,所有链路都是活动链路,所有活动链路均参与数据转发,平均分担流量。如果某条活动链路故障,链路聚合组自动在剩余的活动链路中平均分担流量。

LACP模式下,由LACP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。

如下图所示,两台设备间有M+N条链路,在聚合链路上转发流量时在M条链路上分担负载,即活动链路,不在另外的N条链路转发流量,这N条链路提供备份功能,即备份链路。此时链路的实际带宽为M条链路的总和,但是能提供的最大带宽为M+N条链路的总和。当M条链路中有一条链路故障时,LACP会从N条备份链路中找出一条优先级高的可用链路替换故障链路。此时链路的实际带宽还是M条链路的总和,但是能提供的最大带宽就变为M+N-1条链路的总和。
M:N备份示意图

M:N备份示意图

LACP模式对聚合链路组的故障检测更加准确和有效

手工模式只能检测到同一聚合组内的成员链路有断路等有限故障,LACP模式不仅能够检测到同一聚合组内的成员链路有断路等有限故障,还可以检测到链路故障、链路错连等故障。

如下图所示,DeviceA与DeviceB之间创建Eth-Trunk,需要将DeviceA上的四个接口与DeviceB捆绑成一个Eth-Trunk。由于错将DeviceA上的一个接口与DeviceC相连,这将会导致DeviceA向DeviceB传输数据时可能会将本应该发到DeviceB的数据发送到DeviceC上。

手工模式的Eth-trunk不能及时检测到该故障,如果在DeviceA和DeviceB上都启用LACP协议,经过协商后,Eth-Trunk就会选择正确连接的链路作为活动链路来转发数据,从而DeviceA发送的数据能够正确到达DeviceB。
Eth-Trunk错连示意图

更新于 2023-10-30
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