論鏈路聚合技術

王兆敏 潘志鵬 高婷婷 許志成

摘 要：隨著網絡時代的來臨，數字技術、圖像技術、多媒體技術的市場需求迅速擴大，網絡傳輸流量、帶寬面臨著巨大考驗，網絡傳輸的數據量急劇增加，網絡帶寬不足已經是用戶面臨的突出問題。鏈路聚合技術的產生解決了帶寬的瓶頸問題，為鏈路帶寬增加以及鏈路傳輸的彈性和冗余的實現而奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：鏈路聚合；LACP協議

0 引言

隨著網絡時代的來臨，計算機網絡技術和通信技術在短短的時間里飛速發展，相關科技不斷地更新換代，以求能夠滿足用戶和市場等多方面的網絡需求，同時，數字技術、圖像技術、多媒體技術的市場需求在迅速擴大，從當初的文本地瀏覽到現在實現視頻通話、在線直播等實際網絡應用，改變并豐富了廣大用戶的學習生活。同時，網絡傳輸流量、帶寬也面臨著巨大考驗，網絡傳輸的數據量急劇增加，網絡帶寬不足已成為用戶面臨的突出問題。單一鏈路接入根本無法滿足當前的需求，而將舊網絡系統升級到帶寬更大的新網絡系統，成本又太高，并且靈活性太低。而另一方面，網絡的高可用性被提出。

1 鏈路聚合技術產生的背景

隨著Internet的高速發展，數據業務量不斷增長，對網絡服務質量的要求也在日益提高，網絡的高可用性正逐漸成為高性能網絡最重要的特征之一。在很多情況下，網絡處于單鏈路網絡環境，當網絡兩端的訪問量過大時，帶寬已經不能滿足用戶的要求，數據的傳輸速度會變慢。另外，如果該鏈路斷掉，那么網絡兩端的信息交互將會完全中斷，更加無法實現網絡的高可用性。正是在這樣的背景下產生了鏈路聚合（即Link Aggregation）技術。

2 鏈路聚合技術的基本概念及其優點

2.1 基本概念

所謂鏈路聚合技術，就是將網絡中的多個端口聚合成一個匯聚組，這樣就能實現出入負荷在各成員端口中的負載均勻分擔。一個匯聚組就相當于一個獨立的端口。按照用戶配置的接口負荷，交換機采用分擔策略確定一個成員接口發送報文到對端的交換機接口。交換機檢測出某成員接口鏈路為中斷狀態，就停止在該接口繼續發送報文，直到檢測出該接口的鏈路恢復正常，從而增加了連接的可靠性。

2.2 優點

一是增加網絡帶寬：端口的聚合可以將多個連接的端口捆綁成為一個邏輯連接，捆綁之后的帶寬則是每一個獨立端口的帶寬的總和。二是提高了網絡連接的可靠性：在組成鏈路聚合的端口中，如果某一端口連接失敗，網絡數據將自動被重定向到其他連接上。這個過程非常快，只需要更改一個訪問地址即可，交換機隨后可將數據轉到其他端口上。這種特性可以保證網絡無間斷地繼續保持正常工作。

3 鏈路聚合技術條件

3.1 鏈路聚合兩端物理參數的一致性

首先，需要聚合的鏈路數目及鏈路速率必須保持一致性。其次，需要聚合的鏈路必須是全雙工方式。

3.2 鏈路聚合兩端的邏輯參數的一致性

同一聚合組中端口的基本配置必須保持一致性，這些基本配置主要包括STP（Spanning Tree Protocol，生成樹協議）、QoS（Quality of Service，服務質量）、VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網絡）、端口等相關配置。

4 鏈路聚合方式

4.1 靜態聚合

將多個物理端口直接加入到聚合組中形成一個邏輯端口即為靜態聚合。一般由用戶手工配置聚合組號和端口成員。這種方式不利于觀察鏈路聚合端口的狀態。由于無法檢測到鏈路對端的端口的狀態，如果對端的端口狀態為down，只要本端端口狀態為up，還是會往這個對端端口轉發網絡流量，這樣很可能會造成部分業務中斷。

4.2 動態聚合

基于IEEE802.3ad的LACP（Link Aggregation Control Protocol）協議的聚合方式為動態聚合。LACP協議也稱為鏈路聚合控制協議，即將多個物理端口動態聚合到Trunk組而形成一個邏輯端口。LACP所產生的聚合是自動進行的，目的是可以獲取最大的帶寬。它的聚合組號是按照協議自動創建的，并且聚合端口會依據key值自動匹配和添加。動態聚合分為兩種模式，分別為主動協商模式和被動協商模式。

5 鏈路聚合協議

LACP是基于IEEE802.3ad標準而創建的，是可以實現鏈路動態匯聚的協議。可以這樣來理解這個協議，LACP為交換數據設備提供了一種標準化的協商模式，它可以讓系統按照自身的配置自動形成和啟動聚合鏈路，達到收發數據的目的。形成聚合鏈路后，LACP還要負責維護鏈路狀態，以便聚合條件發生改變時系統自動調整或解散鏈路聚合。

LACP協議的實現還要利用LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit），也就是鏈路聚合控制協議數據單元，通過它與對端交互信息。一旦某端口的LACP協議生效后，這個端口就會發送LACPDU，使己方端口將自己的系統優先級與MAC地址、端口優先級與端口號、操作Key等數據告知對端。對端將這些信息與其他端口所保存的信息進行比較，從中選出可以匯聚的端口，如此一來，雙方系統就能夠決定己方端口是否加入或退出某個動態聚合組，并且達成一致目標。

6 結語

鏈路聚合技術實現了在當前網絡資源環境下利用現有端口和鏈路的聚合來增加帶寬和網絡傳輸流量控制的功能，并極大地增強了網絡的可用性。它為當前網絡應用市場的需求和多樣化的用戶體驗需求提供了更可靠、更寬廣的平臺。因此，鏈路聚合技術是消除傳輸鏈路上的帶寬瓶頸與不安全因素的具備極高性價比的解決方案。

參考文獻

[1]劉立.交換機鏈路聚合的理論與實驗研究[J].信息安全與技術，2010，（9）：54-56.

[2]陸敏飛.鏈路聚合技術在分布式以太網交換機上的研究與實現[D].浙江工業大學，2009.