周雄雄
周雄雄

HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)

Eth-trunk基本原理

· Eth-trunk(以太网链路聚合)，简称链路聚合；它通过将多条以太网物理链路捆绑在一起成为一条逻辑链路，从而达到增加链路带宽的目的。同时，这些捆绑在一起的链路通过相互间的动态备份，可以有效的提高链路的可靠性
· Trunk接口连接的链路可以看成是一条点到点的直连链路，在一个Trunk内，可以实现流量负载分担，同时提供了更高的连接可靠性和更大的带宽。用户通过对逻辑端口进行配置，实现各种路由协议以及其他业务的部署
HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)_第1张图片

链路聚合技术的优势

1.增加带宽
2.提高可靠性
3.负载分担

名词解释

链路聚合组和成员接口
· 链路聚合组LAG是指将若干条以太网链路捆绑在一起做形成的逻辑链路
· 组成Eth-trunk接口的各个物理接口被称为成员接口

活动接口和非活动接口、活动链路和非活动链路
· 链路聚合组的成员接口存在两种。转发数据的接口被称为活动接口，不转发数据的接口称为非活动接口
· 活动接口对应的链路称为活动链路，非活动接口对应的链路称为非活动链路

活动接口数上限阈值
· 当前活动链路数目达到上限阈值时，再向Eth-trunk中添加成员接口，不会增加Eth-trunk活动接口的数目，超过上限阈值的链路状态将被置为Down，作为备份链路

活动接口数下限阈值
· 设置活动接口数下限阈值是为了保证最小带宽，当前活动链路数目小于下限阈值时，Eth-Trunk接口的状态转为Down

设备支持的链路聚合方式

同板：是指链路聚合时，同一聚合组的成员接口分布在同一单板上
跨板：是指链路聚合时，同一聚合组的成员接口分布在不同的单板上
跨框：是指在集群场景下，成员接口分布在集群的各个成员设备上
跨设备：是指E-Trunk基于LACP进行了扩展，能够实现多台设备间的链路聚合

转发原理

Eth-trunk位于MAC与LLC子层之间，属于数据链路层
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Eth-trunk模块内维护一张表，这张表由以下两项组成
· Hash-Key值：根据数据包的MAC地址或IP地址等，经Hash算法计算得出
· 接口号：Eth-trunk转发表表项的分布和设备每个Eth-trunk支持加入的成员接口的数量相关，不同的Hash-Key值对应不同的接口

例如：
某设备Eth-trunk支持最大加入接口数为8个，将接口1，2，3，4捆绑为一个Eth-trunk接口，此时生成的转发表如图所示在这里插入图片描述

负载分担方式

为了避免数据包乱序情况的发生，Eth-trunk采用逐流负载分担的机制，其中如何转发数据则由于选择不同的负载分担方式而有所差别

如果要是只有一台设备的流量通过Eth-trunk，那么流量并不会逐流负载分担，因为一台设备发出的流量为一个数据流，一个数据流只能通过识别后通过Eth-trunk中的一个物理接口传送

负载分担的方式主要包括以下几种，用户可以根据具体应用选择不同的负载分担方式
· 根据报文的源MAC进行负载分担
· 根据报文的目的MAC进行负载分担
· 根据报文的源IP地址进行负载分担
· 根据报文的目的IP地址进行负载分担
· 根据报文的源MAC地址和目的MAC地址进行负载分担
· 根据报文的源IP地址和目的IP地址进行负载分担
· 根据报文的VLAN、源物理端口等对L2、Ipv4、Ipv6和MPLS报文进行增强型负载分担

链路聚合的模式

<手工模式>
· 手工模式下，Eth-trunk的建立、成员接口的加入由手工配置，没有链路聚合控制协议LACP的参与。如图所示两台设备之间创建Eth-trunk
HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)_第3张图片
手工模式下三条链路都参与数据转发并分担流量。当一条链路故障时，故障链路无法转发数据，数据聚合组自动在剩余的两条活动链路中分担流量
HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)_第4张图片
不足： 作为链路聚合技术，手工模式Eth-trunk可以完成多个物理接口聚合成一个Eth-trunk来提高带宽，同时能够检测到同一聚合组内的成员链路有故障等有限故障，但是无法检测到链路层故障、链路错连等故障

<LACP模式>
· 为了增加Eth-trunk的容错率，并且能提供备份功能，保证成员链路的高可靠性，出现了链路聚合控制协议LACP。聚合链路形成以后，LACP负责维护链路状态，在聚合条件发生变化时，自动调整或解散聚合链路
· LACP模式建立Eth-trunk的过程如下：

  1. 两端互发LACPDU报文，在两台设备上创建Eth-trunk并配置为LACP模式，然后向Eth-trunk中手工加入成员接口，此时成员接口上便启用了LACP协议，两端互发LACPDU报文
    HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)_第5张图片
  2. 两端设备均会收到对端发送来的LACPDU报文，收到报文的设备会查看并记录对端信息，然后比较系统优先级字段，如果对端的系统优先级大于本地的优先级，则确定对端为LACP主动端，如果优先级相同，则MAC地址小的一端为LACP主动端
  3. 选出主动端后，两端都会以主动端的接口优先级来选择活动接口，如果主动端的接口优先级都相同则选择接口编号小的为活动端口。两端设备选择了一致的活动接口，活动链路组便可以建立起来
    HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)_第6张图片

HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)_第7张图片

E-trunk基本原理

· E-trunk是一种实现跨设备链路聚合的机制，基于LACP进行了扩展；能够实现多台设备间的链路聚合，从而把链路可靠性从单板级提高到了设备级

如图所示
HCIE(华为Eth-trunk和E-trunk)_第8张图片
CE双归接入PE1和PE2，通过在PE节点部署E-trunk，当CE至PE1的链路或PE1节点故障时，流量可以切换到CE至PE2的链路，从而实现设备级保护

对于CE设备来说，感知不到两台PE设备的存在，在CE的眼中，PE是一台设备
· 在没有使用E-trunk前，CE通过Eth-trunk链路只能单归到一个PE设备。如果Eth-trunk出现故障或者PE设备故障，CE将无法与PE设备进行通信。使用E-trunk后，CE可以双归到PE上，从而实现设备间保护
· PE1和PE2设备之间通过E-trunk报文进行主备协商，确定E-trunk主备状态。优先级数值越小，优先级越高，优先级高的为主用。如果E-trunk优先级相同，那么E-trunk系统ID小的为主用
· 如果主设备出现问题，备设备状态变为主用状态

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