今天我们将了解 OSI 模型第 2 层的第 2 层 EtherChannel 通道聚合协议的操作。 该协议与第 3 层协议没有太大区别，但在我们深入了解第 3 层 EtherChannel 之前，我需要介绍一些概念，以便稍后我们将讨论第 1.5 层协议。 我们将继续遵循 CCNA 课程安排，因此今天我们将介绍第 2 节“第 3/1.5 层 EtherChannel 配置、测试和故障排除”以及第 1.5a 小节“静态 EtherChannel”、1.5b、PAGP 和 XNUMXc、IEEE -LACP 开放标准。
在我们进一步讨论之前，我们必须了解什么是 EtherChannel。 假设交换机 A 和交换机 B 通过 XNUMX 条通信线路进行冗余连接。 如果使用STP，这两条额外的线路将被逻辑阻塞以防止环路。
假设我们有提供 100 Mbps 流量的快速以太网端口，因此总吞吐量为 3 x 100 = 300 Mbps。 我们只留下一个通信通道，因此它会下降到100 Mbit/s，也就是说，在这种情况下，STP 会使网络特性恶化。 另外，多出来的2个通道也会白白闲置。
为了防止这种情况发生，创建 Cisco Catalist 交换机（后来被思科收购）的 KALPANA 公司在 1990 世纪 XNUMX 年代开发了一项名为 EtherChannel 的技术。
在我们的案例中，这项技术将三个独立的通信通道转变为一个容量为 300 Mbit/s 的逻辑通道。
EtherChannel 技术的第一种模式是手动或静态模式。 在这种情况下，开关在任何传输条件下都不会执行任何操作，这取决于所有操作参数的手动设置均已正确完成。 该通道只需打开即可工作，完全信任网络管理员的设置。
第二种模式是Cisco专有的PAGP链路聚合协议，第三种是IEEE标准的LACP链路聚合协议。
为了使这些模式发挥作用，必须使 EtherChannel 可用。 该协议的静态版本非常容易激活：您需要进入交换机界面设置并输入channel-group 1模式命令。
如果我们的交换机 A 有两个接口 f0/1 和 f0/2，我们必须进入每个端口的设置并输入此命令，并且 EtherChannel 接口组号可以具有从 1 到 6 的值，主要的是该值对于交换机的所有端口都是相同的。 此外，端口必须工作在相同的模式下：都工作在接入模式或都工作在中继模式，并且具有相同的本征 VLAN 或允许的 VLAN。
仅当通道组由配置相同的接口组成时，EtherChannel 聚合才会起作用。
让我们用两条通信线将交换机 A 连接到交换机 B，交换机 B 也有两个接口 f0/1 和 f0/2。 这些接口形成自己的组。 您可以使用相同的命令将它们配置为在 EtherChannel 中工作，并且组号并不重要，因为它们位于本地交换机上。 您可以将此组指定为第 1 组，然后一切都会正常。 但是，请记住 - 为了使两个通道都正常工作，所有接口必须配置完全相同，配置为相同的模式 - 接入或中继。 进入交换机A和交换机B两个接口的设置并通过命令进入channel-group 1模式后，EtherChannel通道的聚合就完成了。
每台交换机的两个物理接口将作为一个逻辑接口工作。 如果我们查看 STP 参数，我们会看到交换机 A 将显示一个公共接口，由两个物理端口组成。
让我们继续讨论 PAGP，这是 Cisco 开发的端口聚合协议。
让我们想象同样的画面 - 两个交换机 A 和 B，每个交换机都有接口 f0/1 和 f0/2，通过两条通信线连接。 要启用 PAGP，请使用带有参数的相同命令通道组 1 模式。 在手动静态模式下，您只需在所有接口上输入channel-group 1 mode on命令，聚合就会开始工作；这里您需要指定desired或auto参数。 如果输入带“?”符号的通道组1模式命令，系统将显示带有参数选项的提示：on、desirable、auto、passive、active。
如果在通信线路的两端输入相同的channel-group 1 modedesirable命令，则将激活EtherChannel模式。 如果在通道的一端使用通道组 1 模式期望命令配置接口，并在另一端使用通道组 1 模式自动命令配置接口，也会发生同样的情况。
但如果使用channel-group 1 mode auto命令将链路两端的接口配置为auto，则不会发生链路聚合。 因此，请记住 - 如果您想通过 PAGP 协议使用 EtherChannel，则至少一方的接口必须处于所需状态。
使用开放 LACP 协议进行通道聚合时，使用带参数的相同通道组 1 模式命令。
通道两侧可能的设置组合如下：如果接口配置为主动模式或一侧配置为主动，另一侧配置为被动，则 EtherChannel 模式将工作；如果两组接口都配置为被动，则通道将工作在 EtherChannel 模式下。不会发生聚合。 必须记住，为了使用 LACP 协议组织通道聚合，至少有一个接口组必须处于活动状态。
我们来尝试回答一下这个问题：如果交换机 A 和 B 通过通信线相连，其中一台交换机的接口处于 active 状态，另一台交换机的接口处于 auto 或desirable 状态，EtherChannel 是否可以工作？
不，不会，因为网络必须使用相同的协议 - PAGP 或 LACP，因为它们彼此不兼容。
让我们看一下用于组织 EtherChannel 的几个命令。 首先，您需要分配一个组号，它可以是任何值。 对于第一个命令通道组 1 模式，您可以选择 5 个参数作为选项：on、desirable、auto、passive 或 active。
在接口子命令中，我们使用通道组关键字，但如果您想指定负载平衡，则使用端口通道一词。 我们先来看看什么是负载均衡。
假设交换机 A 有两个端口，分别连接到交换机 B 的相应端口。交换机 B 上连接了三台计算机 - 3、1,2,3、4，交换机 A 上连接了一台 XNUMX 号计算机。
当流量从计算机 #4 移动到计算机 #1 时，交换机 A 将开始在两条链路上传输数据包。 负载平衡方法使用发送者 MAC 地址的散列，以便来自第四台计算机的所有流量将仅流经两个链路之一。 如果我们将 5 号计算机连接到交换机 A，由于负载平衡，该计算机的流量将仅沿着一条较低的通信线路移动。
然而，这不是典型情况。 假设我们有一个云互联网和一个设备，交换机 A 与三台计算机连接到该设备。 Internet 流量将通过该设备的 MAC 地址（即特定端口的地址）定向到交换机，因为该设备是网关。 因此，所有传出流量都将具有该设备的 MAC 地址。
如果我们在交换机 A 前面放置交换机 B，并通过 XNUMX 条通信线路与其连接，那么交换机 B 向交换机 A 方向的所有流量都将沿着其中一条线路流动，这不符合我们的目标。 因此，我们需要为该交换机设置平衡参数。
为此，请使用 port-channel load-balance 命令，其中目标 IP 地址用作选项参数。 如果这是 1 号计算机的地址，则流量将沿第一条线路流动，如果是 3 号计算机的地址，则沿第三条线路流动，如果指定第二台计算机的 IP 地址，则沿中间通信线路流动。
为此，该命令在全局配置模式下使用 port-channel 关键字。
如果你想查看通道中涉及哪些链路以及使用了哪些协议，那么在特权模式下你需要输入 show etherchannelsummary 命令。 您可以使用 show etherchannel load-balance 命令查看负载平衡设置。
现在让我们在 Packet Tracer 程序中看看这一切。 我们有 2 个交换机，通过两条链路连接。 STP 将开始工作，4 个端口之一将被阻止。
让我们进入 SW0 设置并输入 show spanning-tree 命令。 我们看到 STP 正在工作，我们可以检查根 ID 和桥 ID。 对第二个交换机使用相同的命令，我们将看到第一个交换机 SW0 是根交换机，因为与 SW1 不同，它的根和桥标识符值相同。 另外，这里有一条消息说SW0是根——“这个桥是根”。
根交换机的两个端口都处于Designated状态，第二台交换机的阻塞端口指定为Alternative，第二台交换机指定为根端口。 您可以看到 STP 如何完美地完成所有必要的工作，自动建立连接。
让我们激活 PAGP 协议；为此，在 SW0 设置中，我们依次输入命令 int f0/1 和通道组 1 模式，并使用 5 个可能的参数之一，我使用desired。
可以看到线路协议先被禁用，然后再次启用，即所做的更改生效并创建了Port-channel 1接口。
现在让我们进入 f0/2 界面并输入相同的命令channel-group 1 modedesirable。
您可以看到，现在上链路的端口由绿色标记指示，下链路的端口由橙色标记指示。 在这种情况下，不能存在desired-auto端口的混合模式，因为一台交换机的所有接口必须配置相同的命令。 自动模式可以在第二个交换机上使用，但在第一个交换机上，所有端口必须以相同的模式运行，在这种情况下这是可取的。
我们进入SW1的设置，对接口范围使用命令int range f0/1-2，这样就不用为每个接口分别手动输入命令，而是用一条命令配置两个接口。
我使用channel-group 2模式命令，但我可以使用1到6之间的任何数字来指定第二个交换机的接口组。 由于通道的另一侧配置为desirable 模式，因此该交换机的接口必须处于desirable 或auto 模式。 我选择第一个参数，输入需要的通道组 2 模式，然后按 Enter。
我们看到一条消息，通道接口Port-channel 2已创建，并且端口f0/1和f0/2已依次从down状态变为up状态。 接下来是一条消息，表明端口通道 2 接口已切换到 up 状态，并且该接口的线路协议也已打开。 现在我们已经形成了一个聚合的EtherChannel。
您可以通过转到 SW0 交换机的设置并输入 show etherchannel 摘要命令来验证这一点。 你可以看到我们稍后会看到的各种标志，然后第 1 组使用 1 个通道，聚合器的数量也是 1。 Po1 表示端口通道 1，名称 (SU) 代表 S - 第 2 层标志，U -用过的。 下面显示了所使用的 PAGP 协议以及聚合到通道中的物理端口 - Fa0/1 (P) 和 Fa0/2 (P)，其中 P 标志表示这些端口是 PortChannel 的一部分。
我对第二个交换机使用相同的命令，CLI 窗口显示 SW1 的类似信息。
我在 SW1 设置中输入 show spanning-tree 命令，可以看到 PortChannel 2 是单个逻辑接口，其成本与两个独立端口 19 的成本相比已下降到 9。
让我们对第一个开关执行相同的操作。 你看到Root参数没有改变，但是现在两台交换机之间不再是两条物理链路，而是一个逻辑接口Po1-Po2。
让我们尝试用 LACP 替换 PAGP。 为此，在第一个交换机的设置中，我对接口范围使用命令 int range f0/1-2。 如果我现在发出channel-group1 mode active命令来启用LACP，它将被拒绝，因为端口Fa0/1和Fa0/2已经是使用不同协议的通道的一部分。
因此，我必须先输入命令 no channel-group 1 mode active，然后才使用命令channel-group1 mode active。 让我们对第二个开关执行相同的操作，首先输入命令 no channel-group 2，然后输入命令 channel-group 2 mode active。 查看接口参数可以看到Po2又开启了，但是仍然是PAGP协议模式。 这不是真的，因为我们当前已启用 LACP，在这种情况下，Packet Tracer 程序会错误地显示参数。
为了解决这个差异，我使用了一个临时解决方案 - 创建另一个 PortChannel。 为此，我键入命令 int range f0/1-2 和 no channel-group 2，然后键入命令 channel-group 2 mode active。 让我们看看这如何影响第一个开关。 我输入 show etherchannel 摘要命令，看到 Po1 再次显示为使用 PAGP。 这是 Packet Tracer 模拟中的一个问题，因为 PortChannel 当前已禁用，我们根本不应该有通道。
我返回到第二台交换机的 CLI 窗口并输入 show etherchannelsummary 命令。 现在Po2以索引（SD）显示，其中D表示down，即通道不工作。 从技术上讲，PortChannel 存在于此，但并未使用它，因为没有与其关联的端口。
我在第一个交换机的设置中输入命令 int range f0/1-2 和 no channel-group 1，然后使用 channel-group 2 mode active 命令创建一个新的通道组，这次是编号 2。 然后我在第二个开关的设置中执行相同的操作，只是现在通道组的编号为 1。
现在，第一个交换机上创建了一个新组“端口通道 2”，第二个交换机上创建了“端口通道 1”。我只是交换了组的名称。 正如您所看到的，从技术上讲，我在第二台交换机上创建了一个新的端口通道，现在它显示了正确的参数 - 输入 show etherchannelsummary 命令后，我们看到 Po1 (SU) 正在使用 LACP。
我们在交换机 SW0 的 CLI 窗口中看到完全相同的图片 - 新组 Po2 (SU) 在 LACP 控制下运行。
考虑处于活动状态的接口和始终处于开启状态的接口之间的区别。 我将为交换机 SW0 创建一个新的通道组，并使用命令 int range f0/1-2 和通道组 3 模式。 在此之前，您必须使用nochannel-group 1和nochannel-group 2命令删除通道组1和2，否则，当您尝试使用channel-group 3模式on命令时，系统将显示一条消息，指出该接口已用于与其他通道协议配合使用。
我们对第二个开关执行相同的操作 - 删除通道组 1 和 2，并使用命令通道组 3 模式打开创建组 3。 现在让我们进入 SW0 的设置并使用 show etherchannelsummary 命令。 您将看到新的 Po3 通道已经启动并运行，不需要任何 PAGP 或 LACP 等初步操作。
它会立即打开，无需禁用然后启用端口。 对SW1使用相同的命令，我们会看到这里Po3没有使用任何协议，也就是说，我们创建了一个静态EtherChannel。
思科认为，为了使网络广泛可用，我们需要忘记 PAGP，并使用静态 EtherChannel 作为更可靠的链路聚合方式。
我们如何进行负载均衡呢？ 我返回到 SW0 交换机 CLI 窗口并输入 show etherchannel load-balance 命令。 可以看到负载均衡是根据源MAC地址完成的。
通常平衡会使用这个参数，但有时它不符合我们的目的。 如果我们想改变这种平衡方式，需要进入全局配置模式并输入port-channel load-balance命令，之后系统会显示该命令可能的参数提示。
如果指定 port-channel load-balance src-mac 参数，即指定源 MAC 地址，则将启用哈希函数，该函数将指示属于给定 EtherChannel 的哪些端口应用于转发流量。 只要源地址相同，系统就会使用该特定物理接口发送流量。
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来源： habr.com