核心交換機的鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份
什么是核心交換機的鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份,今天我們一起來了解這些專業術語!
一、鏈路聚合
是將兩個或更多數據信道結合成一個單個的信道,該信道以一個單個的更高帶寬的邏輯鏈路出現。鏈路聚合一般用來連接一個或多個帶寬需求大的設備,例如連接骨干網絡的服務器或服務器群。它可以用于擴展鏈路帶寬,提供更高的連接可靠性。
1、舉例
公司有2層樓,分別運行著不同的業務,本來兩個樓層的網絡是分開的,但都是一家公司難免會有業務往來,這時我們就可以打通兩樓之前的網絡,使具有相互聯系的部門之間高速通信。
如上圖所示,SwitchA和SwitchB通過以太鏈路分別都連接VLAN10和VLAN20的網絡,且SwitchA和SwitchB之間有較大的數據流量。
用戶希望SwitchA和SwitchB之間能夠提供較大的鏈路帶寬來使相同VLAN間互相通信。同時用戶也希望能夠提供一定的冗余度,保證數據傳輸和鏈路的可靠性。
創建Eth-Trunk接口并加入成員接口,實現增加鏈路帶寬,2臺交換機分別配置Eth-Trunk1 分別將需要通信的3條線路的端口加入Eth-Trunk1,設置端口trunk, 允許相應的vlan通過;這樣兩樓的網絡就可以正常通信了。
2、實現配置步驟:
在SwitchA上創建Eth-Trunk1并配置為LACP模式。SwitchB配置過程與SwitchA類似,不再贅述<HUAWEI> 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配置過程與SwitchA類似,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上配置系統優先級為100,使其成為LACP主動端
[SwitchA] lacp priority 100
在SwitchA上配置活動接口上限閾值為2
[SwitchA] interface eth-trunk 1
[SwitchA-Eth-Trunk1] max active-linknumber 2
[SwitchA-Eth-Trunk1] quit
在SwitchA上配置接口優先級確定活動鏈路
[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
為了保持網絡的穩定性,在多臺交換機組成的網絡環境中,通常都使用一些備份連接,以提高網絡的效率、穩定性,這里的備份連接也稱為備份鏈路或者冗余鏈路。
三、交換機的堆疊
通過專有的堆疊電纜連接起來,可將多臺交換機堆疊成一臺邏輯交換機。該邏輯交換機中的所有交換機共享相同的配置信息和路由信息。當向邏輯交換機增加和減少單體交換機時不會影響其性能。
疊加的交換機之間通過兩條環路連接起來。交換機的硬件負責將數據包在雙環路上做負載均衡。環路在這里充當了這個大的邏輯交換機的背板的角色,在雙環路都正常工作時,數據包在這臺邏輯交換機上的傳輸率為32Gbps。
當一個數據幀需要傳輸時,交換機的軟件會進行計算看哪條環路更可用,然后數據幀會被送到該環路上。如果一條堆疊電纜出故障,故障兩端的交換機都會偵測到該故 障,并將受影響的環路斷開,而邏輯交換機仍然可以以單環的狀態工作,此時的數據包通過率為16Gbps。交換機的堆疊采用菊花鏈方式,連接的方式參考下圖。
堆疊增加交換機端口與帶寬的穩定性。
四、熱備份(HSRP)
核心交換機是整個網絡的核心和心臟,如果核心交換機發生致命性的故障,將導致本地網絡的癱瘓,所造成的損失也是難以估計的。所以我們在選擇核心交換機時,經常會看到有的核心交換機具有堆疊或熱備份等功能。
對核心交換機采用熱備份是提高網絡可靠性的必然選擇。在一個核心交換機完全不能工作的情況下,它的全部功能便被系統中的另一個備份路由器完全接管,直至出現問題的路由器恢復正常,這就是熱備份路由協議.
實現HSRP的條件是系統中有多臺核心交換機,它們組成一個“熱備份組”,這個組形成一個虛擬路由器。在任意時刻,一個組內只有一個路由器是活動的,并由它來轉發數據包,如果活動路由器發生了故障,將選擇一個備份路由器來替代活動路由器,但是在本網絡內的主機看來,虛擬路由器沒有改變。所以主機仍然保持連接,沒有受到故障的影響,這樣就較好地解決了核心交換機切換的問題。
為了減少網絡的數據流量,在設置完活動核心交換機和備份核心交換機之后,只有活動核心交換機和備份核心交換機定時發送HSRP報文。如果活動核心交換機失效,備份核心交換機將接管成為活動核心交換機。如果備份核心交換機失效或者變成了活躍核心交換機,將由另外的核心交換機被選為備份核心交換機。
1、當某臺接入層交換機到主核心交換機的線路出現故障,切換至備機,數據流走向
當接入層交換機1上聯至核心交換機A的數據鏈路出現故障,導致接入層交換機1的數據鏈路切換至核心交換機B,但在切換期間接入層交換機1分丟6個數據包,如上圖所示。
當服務器與核心交換機A之間主鏈路出現故障(如線路、網卡等),服務器主網卡切換至備用網卡上時,會丟6個數據包,但當主鏈路恢復以后,服務器會自動從備用網卡切換至主網卡,而這次切換時數據包不會丟失。