网络技术：EtherChannel 链路汇聚
链路汇聚
如图所示来自多条链路的流量在接入交换机上汇聚，接入层和分布层交换机之间必须有具有更高带宽的链路。但是增加更快链路的费用昂贵，此外随着接入链路上速度的增加，即使汇聚链路上速度最快的端口也不再快到足以汇聚来自所有接入链路的流量。也可以组合交换机之间的物理链路数，以便增加交换机到交换机通信的总体速度。但是默认情况下，在交换机等第 2 层设备上会启用 STP 阻塞冗余链路以防止路由环路。
EtherChannel 是一种将多个快速以太网或千兆以太网端口集合到一条逻辑通道中的 LAN 交换机到交换机的技术，链路汇聚能够使用两台设备之间的多条物理链路创建一条逻辑链路。配置 EtherChannel 所产生的虚拟接口称为端口通道接口，这使物理链路之间不会通过 STP 来阻塞，多条链路能够进行负载共享。
EtherChannel 技术有如下一些优点：
- 大多数配置任务可以在 EtherChannel 接口（而不是在每个端口）上完成；
- EtherChannel依赖于现有的交换机端口；
- EtherChannel 捆绑链路被视为一条逻辑链路；
- 负载均衡在同一 EtherChannel 捆绑链路之间自动进行；
- EtherChannel 会提供冗余，因为总体链路被视为一个逻辑连接。
EtherChannel 可以通过将最多 8 个配置兼容的 Ethernet 端口分组为一条端口通道来实现，思科 IOS 交换机目前可支持 6 个 EtherChannel。但是接口类型不能混合使用，例如不能在单个 EtherChannel内混合使用快速以太网和千兆以太网。配置 EtherChannel 的两台设备上，各自的 EtherChannel 组成员端口配置必须一致。如果一端的物理端口配置为中继，则在同一本地 VLAN 中的另一端的物理端口也必须配置为中继。
PAgP 端口汇聚协议
PAgP 是思科专有协议，可简化在互连交换机之间自动创建 EtherChannel 链路的操作。当启用 PAgP EtherChannel 链路时，将在互连链路之间交换 PAgP 数据包以协商 EtherChannel 的形成。如果 PAgP 参数兼容，EtherChanmrel 就会将链路分组到一个端口通道接口。EtherChannel 一旦创建成功，每台交换机继续每 30s 发送一次 PAgP 数据包，PAgP 将不断检查这些数据包的配置一致性，并管理两台交换机之间的链路添加和故障。
PAgP 可以配置为以下两种模式之一：
- PAgP 期望：将接口置于主动协商状态并发送 PAgP 数据包；
- PAgP 自动：将接口置于被动协商状态，接口会响应接收的 PAgP 数据包，但是不会自动发起PAgP协商。
如果将一端配置为 PAgP 自动模式，它将处于被动状态，等待另一端发起 EtherChannel 协商。如果另一端也被配置为 PAgP 自动模式，那么协商不会启动，不能形成 EtherChannel。不使用 PAgP 也可以创建 EtherChannel 通道，这被称为打开模式，只有当另一端也设置为“打开”模式时，它才会生效形成 EtherChannel。
| 交换机 × 端口配置为 | 交换机 y 端口配置为 | 是否创建 EtherChannel |
|---|---|---|
| 期望 | 自动/期望 | 是 |
| 期望 | 打开 | 否 |
| 自动 | 自动/打开 | 否 |
| 未配置 | 打开/自动/期望 | 否 |
| 打开 | 打开 | 是 |
LACP 链路汇聚控制协议
LACP 属于 IEEE 规范(802.3ad)，允许将多个物理端口捆绑以形成单条逻辑通道。LACP 允许交换机通过向对等体发送 LACP 数据包来协商自动捆绑，可以在多供应商环境中用来为 EtherChannel 提供便利。LACP 通过检测两端的配置并确保兼容性来协助创建 EtherChannel 链路，以便在需要时启用 EtherChannel 链路。两端的模式必须兼容才能形成 EtherChannel 链路，LACP 允许使用 8 条活动链路，也允许使用 8 条备用链路。
LACP 可以配置为以下两种模式之一：
- LACP 主动：将端口置于主动协商状态，端口通过发送 LACP 数据包来发起与其他端口的协商；
- LACP 被动：将端口置于被动协商状态，端口会响应它接收的 LACP 数据包，但不会发起 LACP 数据包协商。
| 交换机 × 端口配置为 | 交换机 y 端口配置为 | 是否创建 EtherChannel |
|---|---|---|
| 主动 | 主动/被动 | 是 |
| 主动 | 打开 | 否 |
| 被动 | 被动/打开 | 否 |
| 未配置 | 打开/主动/被动 | 否 |
| 打开 | 打开 | 是 |
配置原则
- EtherChannel 支持：所有模块上的所有以太网接口都必须支持 EtherChannel，而不要求将口在物理上连续或位于同一模块。
- 速度和双工：将 EtherChannel 中的所有接口配置成以同一速度、在同一双工模式下运行。
- VLAN 匹配：必须将 EtherChannel 包中的所有接口分配给同一 VLAN，或配置为中继。
- VLAN 范围：在中继 EtherChannel 中的所有接口上，EtherChannel 都支持相同的 VLAN 允许范围。如果VLAN的允许范围不同，那么即使设置为自动或期望模式，接口也不会形成 EtherChannel。
配置 EtherChannel
实验拓扑
基本交换机设置
根据拓扑图为每个交换机分配一个主机名，将所有必需的端口配置为中继。由于 S3 和 S1、S2 连接的端口是 f0/21-24，因此需要将这些端口都设置为 trunk 模式。
Switch(config)# hostname S1
S1(config)# interface range g0/1 - 2
S1(config-if-range)# switchport mode trunk
S1(config-if-range)# interface range f0/21 - 22
S1(config-if-range)# switchport mode trunk
S1(config-if-range)# end
Switch(config)# hostname S2
S2(config)# interface range g0/1 - 2
S2(config-if-range)# switchport mode trunk
S2(config-if-range)# interface range f0/23 - 24
S2(config-if-range)# switchport mode trunk
S2(config-if-range)# end
Switch(config)# hostname S3
S3(config)# interface range f0/21 - 24
S3(config-if-range)# switchport mode trunk
S3(config-if-range)# end
使用 show interfaces trunk 命令来确保拥有这两个链路的活动中继链路。
S1#show interfaces trunk
PAgP 配置 EtherChannel
配置端口通道
当配置 Pagp 协议时，需要一边的端口为期望模式，另一个端口为期望或自动模式就可以创建 EtherChannel。此处都配置为期望模式，所以可以建立。
在配置之前要先把被配置的端口 shutdown，否则直接配置可能会产生问题，配置完成后再 no shutdown 并且设置为 trunk。
S1(config)# interface range f0/21 - 22
S1(config-if-range)# shutdown
S1(config-if-range)# channel-group 1 mode desirable
S1(config-if-range)# no shutdown
S3(config)# interface range f0/21 - 22
S3(config-if-range)# shutdown
S3(config-if-range)# channel-group 1 mode desirable
S3(config-if-range)# no shutdown
输入 interface port-channel number 命令，然后再输入 switchport mode trunk 命令，将逻辑接口配置为中继。
S1(config)# interface port-channel 1
S1(config-if)# switchport mode trunk
S3(config)# interface port-channel 1
S3(config-if)# switchport mode trunk
验证端口通道状态
使用 show etherchannel summary 命令来验证 EtherChannel 是否正在两台交换机上工作：
S1#show etherchannel summary
show interfaces trunk 和 show spanning-tree 命令还将端口通道显示为一个逻辑链路
S1#show interfaces trunk
S1#show spanning-tree
配置 LACP EtherChannel
配置端口通道
当配置 LACP 协议时，需要一边的端口为主动模式，另一个端口为主动或被动模式就可以创建 EtherChannel。此处都配置为主动模式，所以可以建立。
在配置之前要先把被配置的端口 shutdown，否则直接配置可能会产生问题，配置完成后再 no shutdown 并且设置为 trunk。
S1(config)# interface range g0/1 - 2
S1(config-if-range)# shutdown
S1(config-if-range)# channel-group 2 mode active
S1(config-if-range)# no shutdown
S1(config-if-range)# interface port-channel 2
S1(config-if)# switchport mode trunk
S2(config)# interface range g0/1 - 2
S2(config-if-range)# shutdown
S2(config-if-range)# channel-group 2 mode active
S2(config-if-range)# no shutdown
S2(config-if-range)# interface port-channel 2
S2(config-if)# switchport mode trunk
验证端口通道状态
S1#show etherchannel summary
S1#show interfaces trunk
S1#show spanning-tree
配置冗余 EtherChannel 链路
配置端口通道
对于 LACP 来说，当被绑定的 2 个端口分别是主动模式和被动模式时，也可以建立 EtherChannel。将
S2 配置被动模式，S3 配置为主动模式。
S2(config)# interface range f0/23 - 24
S2(config-if-range)# shutdown
S2(config-if-range)# channel-group 3 mode passive
S2(config-if-range)# no shutdown
S2(config-if-range)# interface port-channel 3
S2(config-if)# switchport mode trunk
S3(config)# interface range f0/23 - 24
S3(config-if-range)# shutdown
S3(config-if-range)# channel-group 3 mode active
S3(config-if-range)# no shutdown
S3(config-if-range)# interface port-channel 3
S3(config-if)# switchport mode trunk
端口通道 2 不起作用，因为生成树协议将一些端口置于阻塞模式。要恢复这些端口，要将 S1 配置为 VLAN 1 的主根，或将优先级设置为 24576。
S1(config)# spanning-tree vlan 1 root primary
or
S1(config)# spanning-tree vlan 1 priority 24576
验证端口通道状态
S2#show etherchannel summary
S2#show interfaces trunk
S2#show spanning-tree
参考资料
《思科网络技术学院教程(第6版)：扩展网络》，[加] Bob Vachon，[美] Allan Johnson 著，思科系统公司 译，人民邮电出版社
