链路聚合,什么是链路聚合

在网络通信领域中，运营商们通过提高各自传输网络的综合承载能力来满足更多用户对众多数据业务的传输需求；广大用户也加深了对高网络服务质量的需求，高可用性已经成为当今网络的主要方面。

在众多的提高网络可用性的解决方案中，链路聚合技术以增加网络带宽、实现链路负载分担、提高网络可靠性(提供了传输线路内部的冗余机制)等优点，对数据业务有了很好的支持和完善，在近年来引起了极大的关注并获得迅速发展和广泛应用。

链路聚合简述

链路聚合（Trunk）是一种封装技术，它是一条点到点的链路，链路的两端可以都是交换机，也可以是交换机和路由器，还可以是主机和交换机或路由器。Trunk的主要功能就是仅通过一条链路就可以连接多个VLAN。

链路聚合功能是将交换机的多个低带宽交换端口捆绑成一条高带宽链路，通过几个端口进行链路负载平衡，避免链路出现拥塞现象，打比喻来说，链路聚合就如同超市设置多个收银台以防止收银台过少而出现消费者排队等候过长的现象。

通过配置，可通过2个、3个或4个端口进行捆绑，分别负责特定端口的数据转发，防止单条链路转发速率过低而出现丢包的现象。ZONET公司的ZFS3024系列交换机如ZFS3024S、ZFS3024G、ZFS3024M等均提供一条乃至多条链路聚合功能，提供的2口、3口、4口TRUNK连接在全双工模式下可提高带宽为400Mbps、600Mbps、800Mbps，为当今高带宽的需求提供了完美的解决方案。

在局域网应用中，由于数据通信量的快速增长，千兆位带宽对于交换机之间或交换机到高需求服务之间往往不够用，于是出现了将多条物理链路当作一条逻辑链路使用的链路聚合技术，这时网络通信由聚合到逻辑链路中的所有物理链路共同承担。

IEEE 802.3ad标准定义了如何将两个以上的千兆位以太网连接组合起来，为高带宽网络连接实现负载共享、负载平衡，以及提供更好的可伸缩性服务。由于在链路聚合技术的支持下，网络传输的数据流被动态地分布到加入链路的各个端口，因此在聚合链路中自动地完成了对实际流经某个端口的数据管理。

链路聚合的另一个主要优点是可靠性。链路聚合技术在点到点链路上提供了固有的、自动的冗余性。如果链路使用的多个端口中的一个出现故障，网络传输的数据流可以动态地快速转向链路中其他工作正常的端口进行传输。

链路聚合的优点

 
1. 提高链路可用性
  
链路聚合中，成员互相动态备份。当某一链路中断时，其它成员能够迅速接替其工作。与生成树协议不同，链路聚合启用备份的过程对聚合之外是不可见的，而且启用备份过程只在聚合链路内，与其它链路无关，切换可在数毫秒内完成。
    
 2.增加链路容量
   
链路聚合技术的另一个明显的优点是为用户提供一种经济的提高链路传输率的方法。通过捆绑多条物理链路，用户不必升级现有设备就能获得更大带宽的数据链路，其容量等于各物理链路容量之和。聚合模块按照一定算法将业务流量分配给不同的成员，实现链路级的负载分担功能。
   
某些情况下，链路聚合甚至是提高链路容量的唯一方法。例如当市场上的设备都不能提供高于10G的链路时，用户可以将两条10G链路聚合，获得带宽大于10G的传输线路。
   
此外，特定组网环境下需要限制传输线路的容量，既不能太低影响传输速度，也不能太高超过网络的处理能力。但现有技术都只支持链路带宽以10为数量级增长，如10M、100M、1000M等。而通过聚合将n条物理链路捆绑起来，就能得到更适宜的、n倍带宽的链路。

链路聚合的标准

目前链路聚合技术的正式标准为IEEEStandard802.3ad,由IEEE802委员会制定。标准中定义了链路聚合技术的目标、聚合子层内各模块的功能和操作的原则，以及链路聚合控制的内容等。
 
   
其中，聚合技术应实现的目标定义为必须能提高链路可用性、线性增加带宽、分担负载、实现自动配置、快速收敛、保证传输质量、对上层用户透明、向下兼容等等。

链路聚合控制协议LACP

链路聚合控制协议（LinkAggregationControlProtocol）是IEEE802.3ad标准的主要内容之一，定义了一种标准的聚合控制方式。聚合的双方设备通过协议交互聚合信息，根据双方的参数和状态，自动将匹配的链路聚合在一起收发数据。聚合形成后，交换设备维护聚合链路状态，当双方配置变化时，自动调整或解散聚合链路。
     
 LACP协议报文中的聚合信息包括本设备的配置参数和聚合状态等，报文发送方式分为事件触发和周期发送。当聚合状态或配置变化事件发生时，本系统通过发送协议报文通知对端自身的变化。聚合链路稳定工作时，系统定时交换当前状态以维护链路。协议报文不携带序列号，因此双方不检测和重发丢失的协议报文。
    
链路聚合中需要指出的是，LACP协议并不等于链路聚合技术，而是IEEE802.3ad提供的一种链路聚合控制方式，具体实现中也可采用其它的聚合控制方式。

采用链路聚合后

逻辑链路的带宽增加了大约(n-1)倍，这里，n为聚合的路数。
 
另外，聚合后，可靠性大大提高，因为，n条链路中只要有一条可以正常工作，则这个链路就可以工作。除此之外，链路聚合可以实现负载均衡。因为，通过链路聚合连接在一起的两个（或多个）交换机（或其他网络设备），通过内部控制，也可以合理地将数据分配在被聚合连接的设备上，实现负载分担。　
 
因为通信负载分布在多个链路上,所以链路聚合有时称为负载平衡。但是负载平衡作为一种数据中心技术,利用该技术可以将来自客户机的请求分布到两个或更多的服务器上。　聚合有时被称为反复用或IMUX。如果多路复用是将多个低速信道合成为一个单个的高速链路的聚合,那么反复用就是在多个链路上的数据“分散”。它允许以某种增量尺度配置分数带宽,以满足带宽要求。链路聚合也称为中继。
 
按需带宽或结合是指按需要添加线路以增加带宽的能力。在该方案中,线路按带宽的需求自动连接起来。聚合通常伴随着ISDN连接。基本速率接口支持两个64kbit/s的链路。一个可用于电话呼叫,而另一个可同时用于数据链路。可以结合这两个链路以建立l28kbit/s的数据链路。

拨号线路的链路聚合

现在,拨号线路的链路聚合相对简单。桌面操作系统(例如Microsoft Windows)支持MLPPP(多链路PPP),这是将运行PPP(点对点协议)的多个拨号链路结合在一起的协议。它绑定两个ISDN64KbpsB信道。提供一个128Kps的连接信道。　使用诸如Cisco的分布式MLPPP协议,使WAN链路上的多链路路由器连接成为可能。该协议提供了一种方式,将一个Cisco 7500系列路由器上的T1/E1线路结合成一个拥有多个T1/E1线路的组合带宽的线路束。该协议允许安装T1/El的某个增量。例如,一个“线路束”可能包含4条T1线路。该协议适合ISP。

可以为了备份目的或获得更多的临时带宽配置多个链路。各个链路应该遵循不同的路径以提防本地灾害。例如,链路可通过不同的本地回路甚至是不同的电信公司从不同的位置进入建筑物内。但是,如果在所有的终端处使用相同的设备,聚合则是不可能的。