交換機基礎(chǔ)：IRF架構(gòu)下的聚合技術(shù)

IRF技術(shù)將多臺交換設(shè)備組合成一個高性能的整體，目的是以盡可能少的開銷，獲得盡可能高的網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)可用性。支持IRF技術(shù)的設(shè)備都具備三個重要特性：分布式設(shè)備管理DDM、分布式鏈路聚合DLA和分布式彈性路由DRR。這三項技術(shù)是完成IRF技術(shù)目標不可缺少的環(huán)節(jié)。其中，DLA用于提高傳輸鏈路的可用性和容量。

多臺IRF交換機堆疊后，端口的數(shù)量增加了，要求DLA能支持更多的聚合組，每組能有更多的鏈路聚合成員。更多的聚合組意味著交換設(shè)備可提供更多的高速鏈路，而更多的聚合成員則不僅能提高鏈路容量，還能降低整個數(shù)據(jù)線路失效的風(fēng)險。在不同的IRF設(shè)備上，上述兩項參數(shù)不同，但IRF系統(tǒng)至少支持8組聚合鏈路，每組能提供一條總?cè)萘繛?0M、800M或8000M的傳輸鏈路。一些配置較高的交換機還允許兩個10G端口的聚合，為用戶提供一條帶寬更高的鏈路。

除了能提供更大的帶寬之外，DLA還實現(xiàn)了IEEE802.3ad標準中聚合的其它目標：

1.帶寬的增加是可控的、線性的，可以由用戶的配置決定，不以 10為倍數(shù)增長。

2.傳輸流量時，DLA根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容將其自動分布到各聚合成員上，實現(xiàn)負載分擔功能。

3.聚合組成員互相動態(tài)備份，單條鏈路故障或替換不會引起鏈路失效。

4.聚合內(nèi)工作鏈路的選擇和替換等細節(jié)對使用該服務(wù)的上層應(yīng)用透明。

5.交換設(shè)備的鏈路連接或配置參數(shù)變化時，DLA迅速計算和重新設(shè)置聚合鏈路，將數(shù)據(jù)流中斷的時間降到最小。

6.如果用戶沒有手工設(shè)定聚合鏈路，系統(tǒng)可自動設(shè)置聚合鏈路，將條件匹配的物理鏈路捆綁在一起。

7.分布式鏈路聚合結(jié)果是可預(yù)見的、確定的，只與鏈路的參數(shù)和物理連接情況相關(guān)，與參數(shù)配置或改變的順序或無關(guān)。

8.聚合鏈路無論穩(wěn)定工作還是重新收斂，收發(fā)的數(shù)據(jù)不會重復(fù)和亂序。

9.可與不支持聚合技術(shù)的交換機正常通信，也能與其它廠商支持聚合技術(shù)的設(shè)備互通。

10.用戶可通過CONSOLE、SNMP、TELNET、WEB等方式配置聚合參數(shù)或查看聚合狀態(tài)。

交換機基礎(chǔ)：DLA的特征

作為一項新技術(shù)，IRF技術(shù)呈現(xiàn)出許多新特性，其分布式構(gòu)架方式使其各功能具有與眾不同的優(yōu)勢。DLA體現(xiàn)了IRF技術(shù)在鏈路聚合方面的獨到之處：

1.支持非連續(xù)端口聚合

與之前的聚合實現(xiàn)方式不同，IRF系統(tǒng)不要求同一聚合組的成員必須是設(shè)備上一組連續(xù)編號的端口。只要滿足一定的聚合條件，任意數(shù)據(jù)端口都能聚合到一起。用戶可以根據(jù)當前交換系統(tǒng)上可用端口的情況靈活地構(gòu)建聚合鏈路。

2.支持跨設(shè)備和跨芯片聚合

目前一些堆疊技術(shù)并不支持跨設(shè)備的聚合方式，即堆疊中只有位于相同物理設(shè)備的端口才能加入同一聚合組中，用戶不能隨意指定聚合成員。這種限制在一定程度上抵消了端口數(shù)量擴展的好處。例如，當用戶打算通過聚合將一條傳輸線路的容量提高到800M時，如果每一單獨的設(shè)備上的端口都不足8個，這一需求就無法滿足。雖然整個系統(tǒng)還有足夠可用的100M端口，但它們分散在各物理設(shè)備上，無法形成一條滿足帶寬要求的邏輯鏈路。

交換機基礎(chǔ)：IRF的不同

在IRF看來，堆疊的多臺設(shè)備(稱為unit)是一個整體，鏈路聚合功能和操作也應(yīng)是一個整體。DLA模塊對用戶屏蔽了端口的具體物理位置這一細節(jié)，其示意圖見Figure3。只要聚合條件相同，用戶就能將不同unit的端口聚合到一起，如圖中的端口p1、p2、p3和p4，組成了一條邏輯鏈路。此時，unit1～4協(xié)同計算和選擇聚合組內(nèi)的工作鏈路。P1～p4彼此動態(tài)備份，跨設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)和負載分擔，最大限度地發(fā)揮了多設(shè)備的優(yōu)勢。

跨設(shè)備的聚合鏈路

此外，有些交換設(shè)備不支持跨芯片聚合，即位于同一設(shè)備不同交換芯片的端口不能聚合。這一限制對IRF設(shè)備同樣不存在，DLA允許端口跨芯片形成聚合組。對一些使用子卡的IRF設(shè)備而言，子卡上端口同樣能與本unit或其它unit上任一條件匹配的端口聚合。

交換機基礎(chǔ)：分布式鏈路聚合控制

雖然IRF系統(tǒng)呈現(xiàn)為一個整體，但并不限制用戶只能在某一特定的unit上操作。以聚合為例，用戶可在系統(tǒng)的任一unit上對所有聚合鏈路進行配置和管理，查看全部聚合組和聚合端口的狀態(tài)。通過CONSOLE、SNMP、TELNET或WEB方式連接到系統(tǒng)的任何一個unit上，用戶就能創(chuàng)建或刪除聚合組，顯示聚合信息，也能進入具體的端口模式修改或顯示其聚合參數(shù)。在這一過程中，DLA自動將用戶命令交給端口所在的unit同步執(zhí)行。接收命令的unit獲取執(zhí)行結(jié)果后提供給用戶。

分布式聚合技術(shù)進一步消除了設(shè)備單點失效的問題，提高了鏈路的可用性。由于聚合成員可以來自不同設(shè)備，這樣，即使系統(tǒng)內(nèi)某些unit失效，其它正常工作的unit會繼續(xù)控制和維護剩余的端口的狀態(tài)，聚合鏈路也不會完全中斷。這對核心交換系統(tǒng)以及一些高質(zhì)量服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)意義重大。以下面的Figure4為例，IRF系統(tǒng)X1和X2之間有一條聚合鏈路。該鏈路由物理連接Link1~Link4構(gòu)成，負責(zé)局域網(wǎng)LAN1和LAN2之間的通信。假如X1中交換機X11發(fā)生故障，導(dǎo)致Link1和Link2不可用，Link3與Link4不受影響，仍能聚合在一起收發(fā)數(shù)據(jù)。此后如果X2中X22也失靈，X1與X2之間至少還能通過Link3保持連接。

兩個IRF系統(tǒng)之間的聚合鏈路

IRF設(shè)備可視為“積木式”(scalable)的交換機。用戶既可使用單臺IRF交換機組網(wǎng)，也可以逐臺增加從而按需增強網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能。同時這一高性能堆疊交換機也可以拆分，拆分后各unit恢復(fù)成為獨立工作的交換設(shè)備。上述過程分別稱為合并(merge)和拆分(split)。如果合并前兩個系統(tǒng)各自創(chuàng)建了參數(shù)相同的聚合鏈路，IRF要求合并后這些聚合成員必須加入同一組，即聚合組也實現(xiàn)合并。合并后各個unit協(xié)同工作，在全局匹配配置參數(shù)、分配聚合組號、將端口加入對應(yīng)組并重新計算和設(shè)置端口狀態(tài)。同樣，如果拆分前同一聚合組成員分布于不同unit上，拆分后它們?nèi)粤粼诟髯詣?chuàng)建的同名同類型聚合組中。DLA確保各unit保留當前的聚合配置，從組中刪除已離開的端口，然后計算剩余端口的狀態(tài)。

這一特性最大限度保護了用戶的聚合配置。而且，當堆疊鏈路故障引起系統(tǒng)拆分時，該特性讓IRF系統(tǒng)盡可能地維持已有的聚合鏈路，降低故障帶來的數(shù)據(jù)傳輸損失。

交換機基礎(chǔ)：多種聚合類型

DLA實現(xiàn)了三種類型的聚合方式：手工聚合、靜態(tài)聚合和動態(tài)聚合。

手工和靜態(tài)聚合組通過用戶命令創(chuàng)建或刪除，組內(nèi)成員也由用戶指定。創(chuàng)建后，系統(tǒng)不能自動刪除聚合組或改變聚合成員，但需要計算和選擇組內(nèi)成員的工作狀態(tài)。聚合成員是否成為工作鏈路取決于其配置參數(shù)，并非所有成員都能參加數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

手工和靜態(tài)聚合主要是聚合控制方式不同。手工聚合鏈路上不啟用LACP協(xié)議，不與對端系統(tǒng)交換配置信息，因此聚合控制只根據(jù)本系統(tǒng)的配置決定工作鏈路。這種聚合控制方式在較早的交換設(shè)備上比較多見。靜態(tài)聚合組則不同，雖然聚合成員由用戶指定，但DLA自動在靜態(tài)鏈路上啟動LACP協(xié)議。如果對端系統(tǒng)也啟用了LACP協(xié)議，雙方設(shè)備就能交換聚合信息供聚合控制模塊使用。

動態(tài)聚合控制完全遵循LACP協(xié)議，實現(xiàn)了IEEE802.3ad標準中聚合鏈路自動配置的目標。用戶只需為端口選擇動態(tài)方式，系統(tǒng)就能自動將參數(shù)匹配的端口聚合到一起，設(shè)定其工作狀態(tài)。動態(tài)聚合方式下，系統(tǒng)互相發(fā)送LACP協(xié)議報文，交換狀態(tài)信息以維護聚合。如果參數(shù)或狀態(tài)發(fā)生變化，鏈路會自動脫離原聚合組加入另一適合的組。

上述三種聚合方式為IRF系統(tǒng)提供了良好的聚合兼容性。系統(tǒng)不僅能與不支持鏈路聚合的設(shè)備互連，還能與各種不同聚合實現(xiàn)的設(shè)備配合使用。用戶能根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境靈活地選擇聚合類型，獲得高性能高可靠的鏈路。

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