01

鏈路聚合

鏈路聚合是將兩個或更多數(shù)據(jù)信道結(jié)合成一個單個的信道，該信道以一個單個的更高帶寬的邏輯鏈路出現(xiàn)。

鏈路聚合一般用來連接一個或多個帶寬需求大的設備，例如連接骨干網(wǎng)絡的服務器或服務器群。它可以用于擴展鏈路帶寬，提供更高的連接可靠性。

1、舉例

公司有2層樓，分別運行著不同的業(yè)務，本來兩個樓層的網(wǎng)絡是分開的，但都是一家公司難免會有業(yè)務往來，這時我們就可以打通兩樓之前的網(wǎng)絡，使具有相互聯(lián)系的部門之間高速通信。 如下圖：

如上圖所示，SwitchA和SwitchB通過以太鏈路分別都連接VLAN10和VLAN20的網(wǎng)絡，且SwitchA和SwitchB之間有較大的數(shù)據(jù)流量。

用戶希望SwitchA和SwitchB之間能夠提供較大的鏈路帶寬來使相同VLAN間互相通信。同時用戶也希望能夠提供一定的冗余度，保證數(shù)據(jù)傳輸和鏈路的可靠性。

創(chuàng)建EtherChannel接口并加入成員接口，實現(xiàn)增加鏈路帶寬，2臺交換機分別配置EtherChannel1 分別將需要通信的3條線路的端口加入EtherChannel1，設置端口trunk， 允許相應的vlan通過；這樣兩樓的網(wǎng)絡就可以正常通信了。

2、實現(xiàn)配置步驟：

在SwitchA上創(chuàng)建EtherChannel1并配置為LACP模式。SwitchB配置過程與SwitchA類似，不再贅述

SwitchA switch》 enable

switch# conf t

switch（config）# hostname SwitchA

SwitchA（config）# interface range g0/0/1-3

SwitchA（config-if-range）# channel-group 1 mode active

SwitchA（config-if-range）# interface Port-channel1

SwitchA（config-if）# switchport trunk encapsulation dot1q

SwitchA（config-if）# switchport mode trunk

SwitchB

switch》 enable

switch# conf t

switch（config）# hostname SwitchB

SwitchB（config）# interface range g0/0/1-3

SwitchB（config-if-range）# channel-group 1 mode active

SwitchB（config-if-range）# interface Port-channel1

SwitchB（config-if）# switchport trunk encapsulation dot1q

SwitchB（config-if）# switchport mode trunk

02

鏈路冗余

為了保持網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，在多臺交換機組成的網(wǎng)絡環(huán)境中，通常都使用一些備份連接，以提高網(wǎng)絡的效率、穩(wěn)定性，這里的備份連接也稱為備份鏈路或者冗余鏈路。

03

交換機的堆疊

通過專有的堆疊電纜連接起來，可將多臺交換機堆疊成一臺邏輯交換機。

該邏輯交換機中的所有交換機共享相同的配置信息和路由信息。當向邏輯交換機增加和減少單體交換機時不會影響其性能。

疊加的交換機之間通過兩條環(huán)路連接起來。交換機的硬件負責將數(shù)據(jù)包在雙環(huán)路上做負載均衡。

環(huán)路在這里充當了這個大的邏輯交換機的背板的角色，在雙環(huán)路都正常工作時，數(shù)據(jù)包在這臺邏輯交換機上的傳輸率為32Gbps。

當一個數(shù)據(jù)幀需要傳輸時，交換機的軟件會進行計算看哪條環(huán)路更可用，然后數(shù)據(jù)幀會被送到該環(huán)路上。

如果一條堆疊電纜出故障，故障兩端的交換機都會偵測到該故 障，并將受影響的環(huán)路斷開，而邏輯交換機仍然可以以單環(huán)的狀態(tài)工作，此時的數(shù)據(jù)包通過率為16Gbps。

交換機的堆疊采用菊花鏈方式，連接的方式參考下圖。

堆疊增加交換機端口與帶寬的穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)的園區(qū)網(wǎng)絡采用設備和鏈路冗余來保證高可靠性，但其鏈路利用率低、網(wǎng)絡維護成本高，堆疊技術將多臺交換機虛擬成一臺交換機，達到簡化網(wǎng)絡部署和降低網(wǎng)絡維護工作量的目的。堆疊具有諸多優(yōu)勢：

提高可靠性

堆疊系統(tǒng)多臺成員交換機之間形成冗余備份，如下圖所示，SwitchA和SwitchB組成堆疊系統(tǒng)，SwitchA和SwitchB相互備份，SwitchA故障時，SwitchB可以接替SwitchA保證系統(tǒng)的正常運行。另外，堆疊系統(tǒng)支持跨設備的鏈路聚合功能，也可以實現(xiàn)鏈路的冗余備份。

堆疊示意圖

擴展端口數(shù)量

如下圖所示，當接入的用戶數(shù)增加到原交換機端口密度不能滿足接入需求時，可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統(tǒng)擴展端口數(shù)量。

擴展端口數(shù)量示意圖

增大帶寬

如下圖所示，當需要增大交換機上行帶寬時，可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統(tǒng)，將成員交換機的多條物理鏈路配置成一個聚合組，提高交換機的上行帶寬。

增大帶寬示意圖

簡化組網(wǎng)

如下圖所示，網(wǎng)絡中的多臺設備組成堆疊，虛擬成單一的邏輯設備。簡化后的組網(wǎng)不再需要使用MSTP等破環(huán)協(xié)議，簡化了網(wǎng)絡配置，同時依靠跨設備的鏈路聚合，實現(xiàn)單設備故障時的快速切換，提高可靠性。

簡化組網(wǎng)示意圖

長距離堆疊

如下圖所示，每個樓層的用戶通過樓道交換機接入外部網(wǎng)絡，現(xiàn)將各相距較遠的樓道交換機連接起來組成堆疊，這相當于每棟樓只有一個接入設備，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變得更加簡單。每棟樓有多條鏈路到達核心網(wǎng)絡，網(wǎng)絡變得更加健壯、可靠。對多臺樓道交換機的配置簡化成對堆疊系統(tǒng)的配置，降低了管理和維護的成本。

長距離堆疊示意圖

04

熱備份（HSRP）

核心交換機是整個網(wǎng)絡的心臟，如果核心交換機發(fā)生致命性的故障，將導致本地網(wǎng)絡的癱瘓，所造成的損失也是難以估計的。所以我們在選擇核心交換機時，經(jīng)常會看到有的核心交換機具有堆疊或熱備份等功能。

對核心交換機采用熱備份是提高網(wǎng)絡可靠性的必然選擇。在一個核心交換機完全不能工作的情況下，它的全部功能便被系統(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復正常，這就是熱備份路由協(xié)議。

實現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺核心交換機，它們組成一個“熱備份組”，這個組形成一個虛擬路由器。

在任意時刻，一個組內(nèi)只有一個路由器是活動的，并由它來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如果活動路由器發(fā)生了故障，將選擇一個備份路由器來替代活動路由器，但是在本網(wǎng)絡內(nèi)的主機看來，虛擬路由器沒有改變。

所以主機仍然保持連接，沒有受到故障的影響，這樣就較好地解決了核心交換機切換的問題。

為了減少網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量，在設置完活動核心交換機和備份核心交換機之后，只有活動核心交換機和備份核心交換機定時發(fā)送HSRP報文。

如果活動核心交換機失效，備份核心交換機將接管成為活動核心交換機。如果備份核心交換機失效或者變成了活躍核心交換機，將由另外的核心交換機被選為備份核心交換機。

1、當某臺接入層交換機到主核心交換機的線路出現(xiàn)故障，切換至備機，數(shù)據(jù)流走向

接入層交換機1的數(shù)據(jù)鏈路切換至核心交換機B，但在切換期間接入層交換機1分丟6個數(shù)據(jù)包，如上圖所示。

當服務器與核心交換機A之間主鏈路出現(xiàn)故障（如線路、網(wǎng)卡等），服務器主網(wǎng)卡切換至備用網(wǎng)卡上時，會丟6個數(shù)據(jù)包，但當主鏈路恢復以后，服務器會自動從備用網(wǎng)卡切換至主網(wǎng)卡，而這次切換時數(shù)據(jù)包不會丟失。

具體終端訪問服務器的數(shù)據(jù)流走向如下圖。

審核編輯：郭婷