交換機分散式鏈路聚合技術

IRF技術將多臺交換裝置組合成一個高效能的整體，目的是以儘可能少的開銷，獲得儘可能高的網路效能和網路可用性。支援IRF技術的裝置都具備三個重要特性：分散式裝置管理DDM、分散式鏈路聚合DLA和分散式彈性路由DRR。這三項技術是完成IRF技術目標不可缺少的環節。其中，DLA用於提高傳輸鏈路的可用性和容量。

多臺IRF交換機堆疊後，埠的數量增加了，要求DLA能支援更多的聚合組，每組能有更多的鏈路聚合成員。更多的聚合組意味著交換裝置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，還能降低整個資料線路失效的風險。在不同的IRF裝置上，上述兩項引數不同，但IRF系統至少支援8組聚合鏈路，每組能提供一條總容量為80M、800M或8000M的傳輸鏈路。一些配置較高的交換機還允許兩個10G埠的聚合，為使用者提供一條頻寬更高的鏈路。

除了能提供更大的頻寬之外，DLA還實現了IEEE802.3ad標準中聚合的其它目標：

1.頻寬的增加是可控的、線性的，可以由使用者的配置決定，不以 10為倍數增長。

2.傳輸流量時，DLA根據資料內容將其自動分佈到各聚合成員上，實現負載分擔功能。

3.聚合組成員互相動態備份，單條鏈路故障或替換不會引起鏈路失效。

4.聚合內工作鏈路的選擇和替換等細節對使用該服務的上層應用透明。

5.交換裝置的鏈路連線或配置引數變化時，DLA迅速計算和重新設定聚合鏈路，將資料流中斷的時間降到最小。

6.如果使用者沒有手工設定聚合鏈路，系統可自動設定聚合鏈路，將條件匹配的物理鏈路捆綁在一起。

7.分散式鏈路聚合結果是可預見的、確定的，只與鏈路的引數和物理連線情況相關，與引數配置或改變的順序或無關。

8.聚合鏈路無論穩定工作還是重新收斂，收發的資料不會重複和亂序。

9.可與不支援聚合技術的交換機正常通訊，也能與其它廠商支援聚合技術的裝置互通。

10.使用者可通過CONSOLE、SNMP、TELNET、WEB等方式配置聚合引數或檢視聚合狀態。

　　交換機基礎：DLA的特徵

作為一項新技術，IRF技術呈現出許多新特性，其分散式構架方式使其各功能具有與眾不同的優勢。DLA體現了IRF技術在鏈路聚合方面的獨到之處：

1.支援非連續埠聚合

與之前的.聚合實現方式不同，IRF系統不要求同一聚合組的成員必須是裝置上一組連續編號的埠。只要滿足一定的聚合條件，任意資料埠都能聚合到一起。使用者可以根據當前交換系統上可用埠的情況靈活地構建聚合鏈路。

2.支援跨裝置和跨晶片聚合

目前一些堆疊技術並不支援跨裝置的聚合方式，即堆疊中只有位於相同物理裝置的端口才能加入同一聚合組中，使用者不能隨意指定聚合成員。這種限制在一定程度上抵消了埠數量擴充套件的好處。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，如果每一單獨的裝置上的埠都不足8個，這一需求就無法滿足。雖然整個系統還有足夠可用的100M埠，但它們分散在各物理裝置上，無法形成一條滿足頻寬要求的邏輯鏈路。

交換機基礎：IRF的不同

在IRF看來，堆疊的多臺裝置(稱為unit)是一個整體，鏈路聚合功能和操作也應是一個整體。DLA模組對使用者遮蔽了埠的具體物理位置這一細節，其示意圖見Figure3。只要聚合條件相同，使用者就能將不同unit的埠聚合到一起，如圖中的埠p1、p2、p3和p4，組成了一條邏輯鏈路。此時，unit1～4協同計算和選擇聚合組內的工作鏈路。P1～p4彼此動態備份，跨裝置實現資料收發和負載分擔，最大限度地發揮了多裝置的優勢。

跨裝置的聚合鏈路

此外，有些交換裝置不支援跨晶片聚合，即位於同一裝置不同交換晶片的埠不能聚合。這一限制對IRF裝置同樣不存在，DLA允許埠跨晶片形成聚合組。對一些使用子卡的IRF裝置而言，子卡上埠同樣能與本unit或其它unit上任一條件匹配的埠聚合。

　　交換機基礎：分散式鏈路聚合控制

雖然IRF系統呈現為一個整體，但並不限制使用者只能在某一特定的unit上操作。以聚合為例，使用者可在系統的任一unit上對所有聚合鏈路進行配置和管理，檢視全部聚合組和聚合埠的狀態。通過CONSOLE、SNMP、TELNET或WEB方式連線到系統的任何一個unit上，使用者就能建立或刪除聚合組，顯示聚合資訊，也能進入具體的埠模式修改或顯示其聚合引數。在這一過程中，DLA自動將使用者命令交給埠所在的unit同步執行。接收命令的unit獲取執行結果後提供給使用者。

分散式聚合技術進一步消除了裝置單點失效的問題，提高了鏈路的可用性。由於聚合成員可以來自不同裝置，這樣，即使系統內某些unit失效，其它正常工作的unit會繼續控制和維護剩餘的埠的狀態，聚合鏈路也不會完全中斷。這對核心交換系統以及一些高質量服務的網路意義重大。以下面的Figure4為例，IRF系統X1和X2之間有一條聚合鏈路。該鏈路由物理連線Link1~Link4構成，負責區域網LAN1和LAN2之間的通訊。假如X1中交換機X11發生故障，導致Link1和Link2不可用，Link3與Link4不受影響，仍能聚合在一起收發資料。此後如果X2中X22也失靈，X1與X2之間至少還能通過Link3保持連線。

兩個IRF系統之間的聚合鏈路

IRF裝置可視為“積木式”(scalable)的交換機。使用者既可使用單臺IRF交換機組網，也可以逐臺增加從而按需增強網路裝置的效能。同時這一高效能堆疊交換機也可以拆分，拆分後各unit恢復成為獨立工作的交換裝置。上述過程分別稱為合併(merge)和拆分(split)。如果合併前兩個系統各自建立了引數相同的聚合鏈路，IRF要求合併後這些聚合成員必須加入同一組，即聚合組也實現合併。合併後各個unit協同工作，在全域性匹配配置引數、分配聚合組號、將埠加入對應組並重新計算和設定埠狀態。同樣，如果拆分前同一聚合組成員分佈於不同unit上，拆分後它們仍留在各自建立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埠，然後計算剩餘埠的狀態。

這一特性最大限度保護了使用者的聚合配置。而且，當堆疊鏈路故障引起系統拆分時，該特性讓IRF系統儘可能地維持已有的聚合鏈路，降低故障帶來的資料傳輸損失。

　　交換機基礎：多種聚合型別

DLA實現了三種類型的聚合方式：手工聚合、靜態聚合和動態聚合。

手工和靜態聚合組通過使用者命令建立或刪除，組內成員也由使用者指定。建立後，系統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成員的工作狀態。聚合成員是否成為工作鏈路取決於其配置引數，並非所有成員都能參加資料轉發。

手工和靜態聚合主要是聚合控制方式不同。手工聚合鏈路上不啟用LACP協議，不與對端系統交換配置資訊，因此聚合控制只根據本系統的配置決定工作鏈路。這種聚合控制方式在較早的交換裝置上比較多見。靜態聚合組則不同，雖然聚合成員由使用者指定，但DLA自動在靜態鏈路上啟動LACP協議。如果對端系統也啟用了LACP協議，雙方裝置就能交換聚合資訊供聚合控制模組使用。

動態聚合控制完全遵循LACP協議，實現了IEEE802.3ad標準中聚合鏈路自動配置的目標。使用者只需為埠選擇動態方式，系統就能自動將引數匹配的埠聚合到一起，設定其工作狀態。動態聚合方式下，系統互相傳送LACP協議報文，交換狀態資訊以維護聚合。如果引數或狀態發生變化，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系統提供了良好的聚合相容性。系統不僅能與不支援鏈路聚合的裝置互連，還能與各種不同聚合實現的裝置配合使用。使用者能根據實際網路環境靈活地選擇聚合型別，獲得高效能高可靠的鏈路。