交换机基础知识：分布式链路聚合技术

交换机基础：IRF架构下的聚合技术IRF技术将多台交换设备组合成一个高性能的整体，目的是以尽可能少的开销，获得尽可能高的网络性能和网络可用性。支持IRF技术的设备都具备三个重要特性：分布式设备管理DDM、分布式链路聚合DLA和分布式弹性路由DRR。这三项技术是完成IRF技术目标不可
缺少的环节。其中，DLA用于提高传输链路的可用性和容量。多台IRF交换机堆叠后，端口的数量增加了，要求DLA能支持更多的聚合组，每组能有更多的链路聚合成员。更多的聚合组意味着交换设备可提供更多的高速链路，而更多的聚合成员则不仅能提高链路容量，还能降低整个数据线路失效的风险。在不同的IRF设备上，上述两项参数不同，但IRF系统至少支持8组聚合链路，每组能提供一条总容量为80M、800M或8000M的传输链路。一些配置较高的交换机还允许两个10G端口的聚合，为用户提供一条带宽更高的链路。除了能提供更大的带宽之外，DLA还实现了IEEE802.
3ad标准中聚合的其它目标：1.带宽的增加是可控的、线性的，可以由用户的配置决定，不以 10为倍数增长。2.传输流量时，DLA根据数据内容将其自动分布到各聚合成员上，实现负载分担功能。3.聚合组成员互相动态备份，单条链路故障或替换不会引起链路失效。4.聚合内工作链路的选择和替换等细节对使用该服务的上层应用透明。5.交换设备的链路连接或配置参数变化时，DLA迅速计算和重新设置聚合链路，将数据流中断的时间降到最小。6.如果用户没有手工设定聚合链路，系统可自动设置聚合链路，将条件匹配的物理链路捆绑在一起。7.分布式链路聚合结果是可预见的、确定的，只与链路的参数和物理连接情况相关，与参数配置或改变的顺序或无关。8.聚合链路无论稳定工作还是重新收敛，收发的数据不会重复和乱序。9.可与不支持聚合技术的交换机正常通信，也能与其它厂商支持聚合技术的设备互通。10.用户可通过CONSOLE、SNMP、TELNET、WEB等方式配置聚合参数或查看聚合状态。交换机基础：DLA的特征作为一项新技术，IRF技术呈现出许多新特性，其分布式构架方式使其各功能具有与众不同的优势。DLA体现了IRF技术在链路聚合方面的独到之处：1.支持非连续端口聚合与之前的聚合实现方式不同，IRF系统不要求
同一聚合组的成员必须是设备上一组连续编号的端口。只要满足一定的聚合条件，任意数据端口都能聚合到一起。用户可以根据当前交换系统上可用端口的情况灵活地构建聚合链路。2.支持跨设备和跨芯片聚合目前一些堆叠技术并不支持跨设备的聚合方式，即堆叠中只有位于相同物理设备的端口才能加入同一聚合组中，用户不能随意指定聚合成员。这种限制在一定程度上抵消了端口数量扩展的好处。
例如，当用户打算通过聚合将一条传输线路的容量提高到800M时，如果每一单独的设备上的端口都不足8个，这一需求就无法满足。虽然整个系统还有足够可用的100M端口，但它们分散在各物理设备上，无法形成一条满足带宽要求的逻辑链路。交换机基础：IRF的不同在IRF看来，堆叠的多台设备（称为unit）是一个整体，链路聚合功能和操作也应是一个整体。DLA模块对用户屏蔽了端口的具体物理位置这一细节，其示意图见Figure3。只要聚合条件相同，用户就能将不同unit的端口聚合到一起，如图中的端口p1、p2、p3和p4，组
成了一条逻辑链路。此时，unit1～4协同计算和选择聚合组内的工作链路。P1～p4彼此动态备份，跨设备实现数据收发和负载分担，最大限度地发挥了多设备的优势。498)this.w
idth=498;' onmousewheel = 'javascript:return big(this)' alt="交换机基础知识：分布式链路聚合技术" width="382" height="395" src="http://images.51cto.com/files/uploadimg/20110913/1543550.gif" />跨设备的聚合链路此外，有些交换设备不支持跨芯片聚合，即位于同一设备不同交换芯片的端口不能聚合。这一限制对IRF设备
同样不存在，DLA允许端口跨芯片形成聚合组。对一些使用子卡的IRF设备而言，子卡上端口同样能与本unit或其它unit上任一条件匹配的端口聚合。交换机基础：分布式链路聚合控制虽然IRF系统呈现为一个整体，但并不限制用户只能在某一特定的unit上操作。以聚合为例，用户可在系统的任一unit上对所有聚合链路进行配置和管理，查看全部聚合组和聚合端口的状态。通过CONSOLE、SNMP、TELNET或WEB方式连接到系统的任何一个unit上，用户就能创建或删除聚合组，显示聚合信息，也能进入具体的端口模式修改或显示其聚合参数。在这一过程中，DLA自动将用户命令交给端口所在的unit同步执行。接收命令的unit获取执行结果后提供给用户。分布式聚合技术进一步消除了设备单点失效的问题，提高了链路的可用性。由于聚合成员可以来自不同设备，这样，即使系统内某些unit失效，其它正常工作的unit会继续控制和维护剩余的端口的状态，聚合链路也不会完全中断。这对核心交换系统以及一些高质量服务的网络意义重大。以下面的Figure4为例，IRF系统X1和X2之间有一条聚合链路。该链路由物理连接Link1~Link4构成，负责局域网LAN1和LAN2之间的通信。假如X1中交换机X11发生故障，导致Link1和Link2不可用，Link3与Link4不受影响，仍能聚合在一起收发数据。此后如果X2中X22也失灵，X1与X2之间至少还能通过Link3保持连接。498)this.width=498;' onmousewheel = 'javascript:return big(this)' alt="交换机基础知识：分布式链路聚合技术" width="349" height="383" src="http://images.51cto.com/files/uploadimg/20110913/1543551.gif" />两个IRF系统之间的聚合链路IRF设备可视为“积木式”（scalable）的交换机。用户既可使用单台IRF交换机组网，也可以逐台增加从而按需增强网络设备的性能。同时这一高性能堆叠交换机也可以拆分，拆分后各unit恢复成为独立工作的交换设备。上述过程分别称为合并（merge）和拆分（split）。如果合并前两个系统各自创建了参数相同的聚合链路，IRF要求合并后这些聚合成员必须加入同一组，即聚合组也实现合并。合并后各个unit协同工作，在全局匹配配置参数、分配聚合组号、将端口加入对应组并重新计算和设置端口状态。同样，如果拆分前同一聚合组成员分布于不同unit上，拆分后它们仍留在各自创建的同名同类型聚合组中。DLA确保各unit保留当前的聚合配置，从组中删除已离开的端口，
然后计算剩余端口的状态。这一特性最大限度保护了用户的聚合配置。而且，当堆叠链路故障引起系统拆分时，该特性让IRF系统尽可能地维持已
有的聚合链路，降低故障带来的
数据传输损失。交换机基础：多种聚合类型DLA实现了三种类型的聚合方式：手工聚合、静态聚合和动态聚合。手工和静态聚合组通过用户命令创建或删除，组内成员也由用户指定。创建后，系统不能自动删除聚合组或改变聚合成员，但需要计算和选择组内成员的工作状态。聚合成员是否成为工作链路取决于其配置参数，并非所有成员都能参加数据转发。手工和静态聚合主要是聚合控制方式不同。手工聚合链路上不启用LACP协议，不与对端系统交换配置信息，因此聚合控制只根据本系统的配置决定工作链路。这种聚合控制方式在较早的交换设备上比较多见。静态聚合组则不同，虽然聚合成员由用户指定，但DLA自动在静态链路上启动LACP协议。如果对端系统也启用了LACP协议，双方设备就能交换聚合信息供聚合控制模块使用。动态聚合控制完全遵循LACP协议，实现了IEEE802.3ad标准中聚合链路自动配置的目标。用户只需为端口选择动态方式，系统就能自动将参数匹配的端口聚合到一起，设定其工作状态。动态聚合方式下，系统互相发送LACP协议报文，交换状态信息以维护聚合。如果参数或状态发生变化，链路会自动脱离原聚合组加入另一适合的组。上述三种聚合方式为IRF系统提供了良好的聚合兼容性。系统不仅能与不支持链路聚合的设备互连，还能与各种不同聚合实现的设备配合使用。用户能根据实际网络环境灵活地选择聚合类型，获得高性能高可靠的链路。