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(shù)據(jù)信道結(jié)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(xiàn)。
鏈路聚合一般用來連接一個或多個帶寬需求大的設(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(wù)，本來兩個樓層的網(wǎng)絡(luò)是分開的，但都是一家公司難免會有業(yè)務(wù)往來，這時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(wǎng)絡(luò)，且SwitchA和SwitchB之間有較大的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸和鏈路的可靠性。
創(chuàng)建EtherChannel接口并加入成員接口，實現(xiàn)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(shè)置端口trunk， 允許相應(yīng)的vlan通過;這樣兩樓的網(wǎng)絡(luò)就可以正常通信了。
2. 實現(xiàn)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
- switch> enable
- switch# conf t
- switch(config)# hostname SwitchA
- SwitchA(config)# interface range g0/0/1-3
- SwitchA(config-if-range)# channel-group 1 mode active
- SwitchA(config-if-range)# interface Port-channel1
- SwitchA(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
- SwitchA(config-if)# switchport mode trunk
SwitchB
- switch> enable
- switch# conf t
- switch(config)# hostname SwitchB
- SwitchB(config)# interface range g0/0/1-3
- SwitchB(config-if-range)# channel-group 1 mode active
- SwitchB(config-if-range)# interface Port-channel1
- SwitchB(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
- SwitchB(config-if)# switchport mode trunk
二、鏈路冗余
為了保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，在多臺交換機組成的網(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(zé)將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包在這臺邏輯交換機上的傳輸率為32Gbps。
當一個數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)的心臟，如果核心交換機發(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的。所以我們在選擇核心交換機時，經(jīng)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(wǎng)絡(luò)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(tǒng)中的另一個備份路由器完全接管，直至出現(xiàn)問題的路由器恢復(fù)正常，這就是熱備份路由協(xié)議。
實現(xiàn)HSRP的條件是系統(tǒng)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(nèi)只有一個路由器是活動的，并由它來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)內(nèi)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(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量，在設(shè)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(xiàn)故障，切換至備機，數(shù)據(jù)流走向
接入層交換機1的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包，如上圖所示。
當服務(wù)器與核心交換機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，會丟6個數(shù)據(jù)包，但當主鏈路恢復(fù)以后，服務(wù)器會自動從備用網(wǎng)卡切換至主網(wǎng)卡，而這次切換時數(shù)據(jù)包不會丟失。
具體終端訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)流走向如下圖。
