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一文了解核心交換機(jī)的鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份等專(zhuān)業(yè)知識(shí)

文章來(lái)源：cnkrok.com作者：海灣消防公司人氣：1758日期：2020-10-08 06:31:21

前言：

大家好，我是海灣消防公司。交換機(jī)在我們的弱電項(xiàng)目中經(jīng)常用到，關(guān)于交換機(jī)方面的知識(shí)，我們要重點(diǎn)掌握，今天一起來(lái)學(xué)習(xí)一下吧。

正文：

什么是核心交換機(jī)的鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份，今天我們一起來(lái)了解這些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)！

一、鏈路聚合

是將兩個(gè)或更多數(shù)據(jù)信道結(jié)合成一個(gè)單個(gè)的信道，該信道以一個(gè)單個(gè)的更高帶寬的邏輯鏈路出現(xiàn)。鏈路聚合一般用來(lái)連接一個(gè)或多個(gè)帶寬需求大的設(shè)備，例如連接骨干網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器或服務(wù)器群。它可以用于擴(kuò)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(yùn)行著不同的業(yè)務(wù)，本來(lái)兩個(gè)樓層的網(wǎng)絡(luò)是分開(kāi)的，但都是一家公司難免會(huì)有業(yè)務(wù)往來(lái)，這時(shí)我們就可以打通兩樓之前的網(wǎng)絡(luò)，使具有相互聯(lián)系的部門(mén)之間高速通信。

如下圖：

如上圖所示，SwitchA和SwitchB通過(guò)以太鏈路分別都連接VLAN10和VLAN20的網(wǎng)絡(luò)，且SwitchA和SwitchB之間有較大的數(shù)據(jù)流量。
用戶(hù)希望SwitchA和SwitchB之間能夠提供較大的鏈路帶寬來(lái)使相同VLAN間互相通信。同時(shí)用戶(hù)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Eth-Trunk接口并加入成員接口，實(shí)現(xiàn)增加鏈路帶寬，2臺(tái)交換機(jī)分別配置Eth-Trunk1 分別將需要通信的3條線路的端口加入Eth-Trunk1，設(shè)置端口trunk，允許相應(yīng)的vlan通過(guò)；這樣兩樓的網(wǎng)絡(luò)就可以正常通信了。

2、實(shí)現(xiàn)配置步驟：

在SwitchA上創(chuàng)建Eth-Trunk1并配置為L(zhǎng)ACP模式。SwitchB配置過(guò)程與SwitchA類(lèi)似，不再贅述 system-view
[HUAWEI] sysname SwitchA
[SwitchA] interface eth-trunk 1
[SwitchA-Eth-Trunk1] mode lacp
[SwitchA-Eth-Trunk1] quit
配置SwitchA上的成員接口加入Eth-Trunk。SwitchB配置過(guò)程與SwitchA類(lèi)似，不再贅述
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/1
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] eth-trunk 1
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/2
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] eth-trunk 1
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/3
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/3] eth-trunk 1
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/3] quit

在SwitchA上配置系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)為100，使其成為L(zhǎng)ACP主動(dòng)端
[SwitchA] lacp priority 100

在SwitchA上配置活動(dòng)接口上限閾值為2
[SwitchA] interface eth-trunk 1
[SwitchA-Eth-Trunk1] max active-linknumber 2
[SwitchA-Eth-Trunk1] quit

在SwitchA上配置接口優(yōu)先級(jí)確定活動(dòng)鏈路
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/1
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] lacp priority 100
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/2
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] lacp priority 100
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit

二、鏈路冗余

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

三、交換機(jī)的堆疊

通過(guò)專(zhuān)有的堆疊電纜連接起來(lái)，可將多臺(tái)交換機(jī)堆疊成一臺(tái)邏輯交換機(jī)。該邏輯交換機(jī)中的所有交換機(jī)共享相同的配置信息和路由信息。當(dāng)向邏輯交換機(jī)增加和減少單體交換機(jī)時(shí)不會(huì)影響其性能。

疊加的交換機(jī)之間通過(guò)兩條環(huán)路連接起來(lái)。交換機(jī)的硬件負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包在雙環(huán)路上做負(fù)載均衡。環(huán)路在這里充當(dāng)了這個(gè)大的邏輯交換機(jī)的背板的角色，在雙環(huán)路都正常工作時(shí)，數(shù)據(jù)包在這臺(tái)邏輯交換機(jī)上的傳輸率為32Gbps。

當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀需要傳輸時(shí)，交換機(jī)的軟件會(huì)進(jìn)行計(jì)算看哪條環(huán)路更可用，然后數(shù)據(jù)幀會(huì)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(jī)都會(huì)偵測(cè)到該故障，并將受影響的環(huán)路斷開(kāi)，而邏輯交換機(jī)仍然可以以單環(huán)的狀態(tài)工作，此時(shí)的數(shù)據(jù)包通過(guò)率為16Gbps。交換機(jī)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(jī)端口與帶寬的穩(wěn)定性。

四、熱備份（HSRP)

核心交換機(jī)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心和心臟，如果核心交換機(jī)發(fā)生致命性的故障，將導(dǎo)致本地網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，所造成的損失也是難以估計(jì)的。所以我們?cè)谶x擇核心交換機(jī)時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到有的核心交換機(jī)具有堆疊或熱備份等功能。

對(duì)核心交換機(jī)采用熱備份是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的必然選擇。在一個(gè)核心交換機(jī)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(gè)備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問(wèn)題的路由器恢復(fù)正常，這就是熱備份路由協(xié)議.

實(shí)現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)中有多臺(tái)核心交換機(jī)，它們組成一個(gè)“熱備份組”，這個(gè)組形成一個(gè)虛擬路由器。在任意時(shí)刻，一個(gè)組內(nèi)只有一個(gè)路由器是活動(dòng)的，并由它來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，如果活動(dòng)路由器發(fā)生了故障，將選擇一個(gè)備份路由器來(lái)替代活動(dòng)路由器，但是在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)看來(lái)，虛擬路由器沒(méi)有改變。所以主機(jī)仍然保持連接，沒(méi)有受到故障的影響，這樣就較好地解決了核心交換機(jī)切換的問(wèn)題。

為了減少網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，在設(shè)置完活動(dòng)核心交換機(jī)和備份核心交換機(jī)之后，只有活動(dòng)核心交換機(jī)和備份核心交換機(jī)定時(shí)發(fā)送HSRP報(bào)文。如果活動(dòng)核心交換機(jī)失效，備份核心交換機(jī)將接管成為活動(dòng)核心交換機(jī)。如果備份核心交換機(jī)失效或者變成了活躍核心交換機(jī)，將由另外的核心交換機(jī)被選為備份核心交換機(jī)。

1、當(dāng)某臺(tái)接入層交換機(jī)到主核心交換機(jī)的線路出現(xiàn)故障，切換至備機(jī)，數(shù)據(jù)流走向

當(dāng)接入層交換機(jī)1上聯(lián)至核心交換機(jī)A的數(shù)據(jù)鏈路出現(xiàn)故障，導(dǎo)致接入層交換機(jī)1的數(shù)據(jù)鏈路切換至核心交換機(jī)B，但在切換期間接入層交換機(jī)1分丟6個(gè)數(shù)據(jù)包，如上圖所示。

當(dāng)服務(wù)器與核心交換機(jī)A之間主鏈路出現(xiàn)故障（如線路、網(wǎng)卡等），服務(wù)器主網(wǎng)卡切換至備用網(wǎng)卡上時(shí)，會(huì)丟6個(gè)數(shù)據(jù)包，但當(dāng)主鏈路恢復(fù)以后，服務(wù)器會(huì)自動(dòng)從備用網(wǎng)卡切換至主網(wǎng)卡，而這次切換時(shí)數(shù)據(jù)包不會(huì)丟失。具體終端訪問(wèn)服務(wù)器的數(shù)據(jù)流走向如下圖。

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