第四章：艾銻無限為您整理：核心交換機的鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份

2020-02-12 17:25 作者：艾銻無限 瀏覽量：

 
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艾銻無限為您整理：核心交換機的鏈路聚合、冗余、堆疊、熱備份

一、鏈路聚合

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(yè)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(yè)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。

如下圖：





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(chuàng)建EtherChannel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EtherChannel1 分別將需要通信的3條線路的端口加入EtherChannel1，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(chuàng)建EtherChannel1并配置為LACP模式。SwitchB配置過程與SwitchA類似，不再贅述

SwitchA

1. switch> enable 

2. switch# conf t 

3. switch(config)# hostname SwitchA 


4. SwitchA(config)# interface range g0/0/1-3 

5. SwitchA(config-if-range)# channel-group 1 mode active 

6. SwitchA(config-if-range)# interface Port-channel1 

7. SwitchA(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q 

8. SwitchA(config-if)# switchport mode trunk 

SwitchB

1. switch> enable 

2. switch# conf t 

3. switch(config)# hostname SwitchB 


4. SwitchB(config)# interface range g0/0/1-3 

5. SwitchB(config-if-range)# channel-group 1 mode active 


6. SwitchB(config-if-range)# interface Port-channel1 

7. SwitchB(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q 

8. SwitchB(config-if)# switchport mode trunk 

二、鏈路冗余

為了保持網絡的穩(wěn)定性，在多臺交換機組成的網絡環(huán)境中，通常都使用一些備份連接，以提高網絡的效率、穩(wěn)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(huán)路連接起來。交換機的硬件負責將數據包在雙環(huán)路上做負載均衡。


環(huán)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(huán)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(huán)路更可用，然后數據幀會被送到該環(huán)路上。

如果一條堆疊電纜出故障，故障兩端的交換機都會偵測到該故 障，并將受影響的環(huán)路斷開，而邏輯交換機仍然可以以單環(huán)的狀態(tài)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(wěn)定性。

四、熱備份(HSRP)

核心交換機是整個網絡的心臟，如果核心交換機發(fā)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(fā)數據包，如果活動路由器發(fā)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(fā)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。

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


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。

具體終端訪問服務器的數據流走向如下圖。