华为链路聚合原理

第一部分：链路聚合基本原理

1. 定义与目的

链路聚合（Link Aggregation）又称Eth-Trunk，是将多个物理以太网接口捆绑成一个逻辑接口的技术。

目的：
- 增加带宽：聚合后的带宽是所有成员接口带宽的总和。
- 提高可靠性：当某个成员链路故障时，流量会自动切换到其他正常链路上，实现备份冗余。
- 负载分担：流量在多条成员链路上分担，有效利用网络资源。

2. 核心概念

聚合组/逻辑接口 (Eth-Trunk)：由多个物理接口捆绑而成的逻辑接口。所有配置在Eth-Trunk上，而不是物理接口上。
成员接口/成员链路：组成Eth-Trunk的物理接口。
活动接口/链路：实际转发数据的成员接口。
非活动接口/链路：处于备份状态的成员接口（仅在活动接口故障时接管）。
哈希算法 ：决定数据流如何在不同成员链路上分担的算法。基于源/目的MAC、IP、端口号等进行计算，确保同一条数据流在同一条物理链路上传输，避免乱序。

第二部分：LACP协议与包解析

LACP（Link Aggregation Control Protocol，链路聚合控制协议）是IEEE 802.3ad（后并入802.1ax）标准的一部分，用于自动管理聚合组的建立和维护。

1. LACP作用

自动发现：自动发现对端支持LACP的接口。
协商参数：协商双方的接口速度、双工模式、聚合能力等。
动态维护：检测链路故障，动态调整活动接口。

2. LACP PDU格式解析

LACP报文是以太网帧，协议类型为Slow Protocols (0x8809) ，子类型为LACP (0x01)。

字段	长度	说明
子类型	1字节	`0x01` 表示LACP
版本号	1字节	通常为 `0x01`
Actor TLV	20字节	本端系统信息
Partner TLV	20字节	对端系统信息（学习自对端的Actor信息）
Collector TLV	16字节	收集器信息（通常为默认值）
终止符TLV	2字节	`0x00` 表示结束

核心TLV（Actor/Partner）详解：

每个20字节的TLV包含：

字段	长度	说明
系统优先级	2字节	标识系统的优先级，用于选举主动端。值越小优先级越高。
系统ID	6字节	通常为设备的MAC地址。与系统优先级共同唯一标识一个系统。
密钥	2字节	关键字段。标识一个潜在的聚合组。设备根据接口的物理特性、配置的聚合组ID等计算得出。Key值相同的接口才能被聚合到同一个组中。
端口优先级	2字节	标识接口在系统内的优先级，用于选举活动接口。值越小优先级越高。
端口号	2字节	接口的唯一标识符。
状态	1字节	核心状态位，每个bit代表一种状态： • `0x01`: LACP使能 • `0x02`: 接口处于活动状态（短超时） • `0x04`: 接口聚合能力（1=可聚合） • `0x08`: 接口同步状态（1=已同步到正确的聚合组） • `0x10`: 接口收集状态（1=正在收集帧） • `0x20`: 接口分发状态（1=正在分发帧） • `0x40`: 默认状态 • `0x80`: 过期状态

3. LACP协商关键过程

选举主动端 ：比较双方的系统优先级 + 系统ID，值小者获胜。
确定活动接口：
- 主动端根据本端的接口优先级和数量，选择活动接口。
- 主动端的选择结果通过LACP报文通知给对端（被动端）。
- 被动端遵从主动端的选择结果，保持对应的接口为活动状态。
状态同步 ：当接口的同步状态位(0x08)置位，表明该接口已成功加入聚合组，可以转发数据。

第三部分：配置模式详解

华为设备链路聚合主要有三种模式：

模式	命令关键字	特点	协商协议	适用场景
手工负载分担模式	`mode manual load-balance`	默认模式。需要手动创建聚合组，手动添加成员接口。不发送LACP报文。对端必须进行完全相同的配置才能成功聚合。	无	两端设备均不支持LACP协议时。配置简单，但无法检测链路层故障（如单通）。
静态LACP模式	`mode lacp-static`	最常用、推荐模式。需要手动创建聚合组和添加成员，但启用LACP协议进行协商。设备间通过LACP报文交互信息。	LACP	两端设备均支持LACP时。提供了链路检测和活动接口备份（M:N）能力，可靠性高。
动态LACP模式	华为交换机通常不支持纯动态模式。一些厂商（如思博的PAGP）有类似模式，但华为主要使用静态LACP。	-	-	-

关键区别与选择：

手工 vs LACP静态 ：最大的区别在于是否使用LACP协议进行链路检测和动态维护。
活动接口上限 ：在静态LACP模式下，可以配置lacp max active-linknumber来设置活动接口的最大数量，实现M:N备份（例如8条链路中，最多5条活动，3条备份）。

第四部分：配置示例与解读（静态LACP模式）

假设SwitchA和SwitchB之间用G0/0/1, G0/0/2, G0/0/3三条链路进行聚合。

SwitchA 配置：

bash

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# 1. 创建Eth-Trunk接口（逻辑聚合口）
system-view
interface Eth-Trunk 1           # 创建ID为1的Eth-Trunk
mode lacp-static                # 配置为静态LACP模式

# 2. 配置Eth-Trunk为三层路由口或二层接入/干道口（以三层口为例）
ip address 10.1.1.1 24          # 配置IP地址（如果是三层聚合）

# 3. 将物理接口加入Eth-Trunk
interface gigabitethernet 0/0/1
eth-trunk 1                     # 将物理口加入Trunk 1
interface gigabitethernet 0/0/2
eth-trunk 1
interface gigabitethernet 0/0/3
eth-trunk 1

# 4. （可选）配置LACP系统优先级，值越小优先级越高，用于选举主动端
lacp priority 100               # 默认为32768

# 5. （可选）在Eth-Trunk接口下配置活动接口上限和接口优先级
interface Eth-Trunk 1
lacp max active-linknumber 2    # 只允许2条活动链路，实现1:1备份
#
interface gigabitethernet 0/0/1
lacp priority 100               # 配置接口优先级，值小优先成为活动接口，默认32768

SwitchB 配置：

bash

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# 配置与SwitchA对称，Eth-Trunk ID可以不同，但建议相同方便管理
system-view
interface Eth-Trunk 1
mode lacp-static
ip address 10.1.1.2 24          # 同一网段的不同IP

interface range gigabitethernet 0/0/1 to 0/0/3
eth-trunk 1

配置验证命令：

bash

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# 查看Eth-Trunk摘要信息
display eth-trunk 1

# 查看详细的LACP协议状态
display lacp statistics eth-trunk 1
display lacp brief eth-trunk 1

# 查看成员接口状态
display interface eth-trunk 1

display eth-trunk 1 输出关键信息解读：

WorkingMode: LACP 表示模式。
State: Up 逻辑接口状态。
NumberOfPorts: 3 总成员数。
Operate status: up 操作状态。
ActivePort: 2 活动接口数量 （如果配置了max active-linknumber 2）。
成员列表会显示每个接口的Status，Flag中S表示Selected（活动） ，U表示Unselected（备份） ，D表示Down。

第五部分：重要注意事项

负载分担算法 ：通过 load-balance 命令调整，需确保两端设备算法一致或兼容，否则可能导致流量分布不均。
成员接口一致性 ：加入同一聚合组的成员接口必须具有相同的速率、双工模式、类型（均为二层或三层）和VLAN配置。
与STP的交互 ：链路聚合优先于生成树协议（STP）。STP将整个Eth-Trunk视为一条逻辑链路，不会对其中的成员端口进行阻塞，从而避免环路并充分利用带宽。
三层路由聚合：如果Eth-Trunk作为三层接口使用，IP地址配置在Eth-Trunk上，物理接口不能有IP地址。
故障切换时间 ：LACP模式的收敛速度通常快于手工模式，并且可以通过调整LACP报文发送的短超时（1秒） 来进一步加快故障检测。

总结

华为链路聚合是一个将多物理链路虚拟为单逻辑链路的核心技术。静态LACP模式 因其自动检测和备份能力成为生产网络的首选。理解LACP协议包的交互机制，尤其是系统优先级、Key值和状态位 ，是进行高级故障排查的基础。配置时需重点关注模式一致性、活动接口数、负载分担算法等关键参数，以确保聚合组稳定高效运行。