分布式链路聚合技术及其应用

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1、分布式链路聚合技术及其应用摘要：分布式链路聚合技术实现多个数据终端设备上任意链路之间的业务互为备份和负载分担，同时实现节点保护功能。该技术是链路聚合技术发展的新阶段，易于实现和升级，极大提高了现有技术在链路备份、负载分担、节点保护、故障隔离、业务倒换方面的能力。关键词：分布式链路聚合；节点保护；链路备份；业务保护链路聚合技术已在2000年左右在IEEE802.3ad完成标准化，后由802.1AX标准对该技术的模型、操作、控制协议以及管理进行全面规范。该技术可以将数据终端设备和数据终端设备之间的多条全双工点到点链路聚合起来形成一个链路聚合组（LAG）。上层功能模块则可以将链路聚合组当成

2、一条逻辑链路使用，从而达到平滑扩展链路带宽的目的，同时LAG组的物理链路之间互为备份提高了链路可靠性。链路聚合技术采用链路聚合控制协议来管理链路配置并在链路间分布负载，它在增加数据终端设备之间的连接带宽、实现传输链路的弹性和冗余方面起到了重要的作用。12随着网络的进一步发展，传统的链路聚合技术由于LAG组成员无法跨节点进行链路捆绑，逐渐无法满足现网应用的需求，因此需要一种分布式LAG技术（如图1所示）来实现跨节点的链路负载备份。1应用场景及需求分析1.1应用场景1：城域以太网如图2所示，在城域以太网通用架构规范（MEF4）中，两个城域以太网业务提供商的网络设备和以太网业务的分界点被定

3、义为外部网络间接口（ENNI）。ENNI是连接两个网络管理域之间的参考点，也是某管理域的边界点。对于某一个管理域来说，ENNI是所连接的另一个管理域的唯一参考点。ENNI可以由一条或多条物理链路来实现，MEF的规范中要求当ENNI由多条物理链路来实现时，则采用LAG来进行链路的冗余保护。当ENNI一端的城域网外部边界由两个或两个以上的节点组成时，ENNI实际上是由一个互连区域来实现（如图3所示）。采用互连区域实现ENNI除了可以应付链路失效的情况，还可以提供节点失效保护，更进一步提高了ENNI的可靠性，如图3所示为一个经过冗余ENNI的E-LINE业务。已有的LAG技术无法满足该组网

4、需求，需采用分布式LAG技术实现[1]。1.2应用场景2：移动回程网12如图4所示，在长期演进（LTE）移动回程网中，可以采用eNodeB连接分组传送网（PTN）二层网络，再由PTN连到路由器，从而连接到服务网关（S-GW）和移动管理实体（MME）的方式组网，路由器作为eNodeB、S-GW和MME的三层网关。路由器和PTN之间通常采用双节点多链路互联来提高可靠性，若采用传统路由和以太网技术，需要设计十分复杂的故障检测、故障联动和倒换同步机制，对设备能力和网络维护都带来很大的压力。这种组网场景下，采用分布式的LAG技术可以很好地解决多节点多链路互备保护和同步的问题，并大大简化路由器和

5、PTN之间的组网。图4所示的虚线方框为四节点的互连区域，对PTN下挂的eNodeB来说，两台路由器必须等同于同一个网关，而对于S-GW和MME来说，两台路由器还是各自独立的[2]。1.3应用场景3：云计算数据中心如图5所示，在云计算数据中心网络内部通常采用大二层三级组网模式：接入层由架顶交换机组成，以连接数十台服务器或者内置BladeSwitch的服务器网络出口，架顶交换机与汇聚层交换机通过双归方式进行互连；核心层是网络的L2/L3分割点，是服务器的三层网关，通过部署MC-LAG、vPC、虚拟路由器冗余协议+多生成树协议（VRRP+MSTP）等提供网关备份和流量的负荷分担。这些技术的

6、实现、网络规划和运营比较复杂。如果采用分布式LAG技术，可以在接入、汇聚、核心层交换机之间升级LAG技术，实现链路与网关节点保护和流量的负载分担，克服传统技术存在的扩展性差和带宽利用率低等问题[3]。2LAG技术原理及实现12分布式LAG技术，指LAG组的两端可以终结在一个或多个数据终端设备上，即增加了跨节点的能力，同时兼容原有的链路聚合技术的所有功能和能力。如图1所示，如果LAG的一端是由多个聚合系统组成，则这一端称为门户（Portal），即在分布式链路聚合模型中，LAG一端的单个聚合系统被一个Portal取代了。除了继承原链路聚合所能提供的能力外，分布式LAG还能提供：・兼容性。

7、多系统门户可以连接单系统门户或者传统的聚合系统。・管理隔离。分布式LAG所连接的两个网络属于不同的管理域，运行不同的故障恢复协议。・管理独立。分布式链路聚合协议并不取代分布式LAG两端的两个网络内部的控制协议。・互连网络的故障隔离。一个网络内的链路或节点的故障或恢复，由本网络内的控制协议动作与通过分布式链路聚合组连接的另一网络内的控制协议相互隔离。・网络和分布式LAG互连区域的故障隔离。门户间的聚合链路故障、恢复对其连接的两个网络内部来说是透明的。・快速故