- 目標

- 簡介

- 適用裝置

- 軟體版本

- LAG管理

- 拓撲

- LAG負載平衡如何在Cisco 350和550系列交換機上工作

- 採用IP/MAC位址負載平衡的兩個連線埠LAG範例

- 僅採用MAC位址負載均衡的兩個連線埠LAG範例

- 在交換機上配置LAG負載平衡演算法

- 結論

目標

本文說明鏈路聚合(LAG)負載均衡如何在Cisco 350和550系列交換機上工作，以及如何在交換機上配置負載均衡。

簡介

連結彙總控制通訊協定(LACP)是IEEE規範(802.3az)的一部分，允許您將多個實體連線埠捆綁在一起，以形成稱為LAG的單一邏輯通道。LAG增加頻寬，同時保持兩台裝置之間的冗餘。

轉發到LAG的流量會在活動成員埠之間進行負載均衡，從而獲得接近LAG所有活動成員埠聚合頻寬的有效頻寬。

通過LAG的活動成員埠的流量負載均衡由基於雜湊的分佈函式管理，該分佈函式基於第2層或第3層資料包報頭資訊分配單播和組播流量。

裝置支援兩種負載平衡模式：

- By Media Access Control(MAC)Addresses — 基於所有資料包的目的和源MAC地址。

- By Internet Protocol(IP)和MAC Addresses — 基於IP資料包的目的地和源IP地址以及非IP資料包的目的地和源MAC地址。

適用裝置

- SG350

- SF350

- SG350X

- SG350XG

- SF550X

- SG550X

- SX550X

- SG550XG

軟體版本

- 2.5.0.83

LAG管理

一般來說，系統將LAG視為單個邏輯埠。特別是，LAG具有類似於常規埠的埠屬性，例如狀態和速度。

350系列裝置最多支援8個LAG。550系列裝置支援多達32個LAG。在LAG組中，所有裝置最多支援8個埠。

每個LAG具有以下特性：

- LAG中的所有埠必須屬於同一介質型別，例如乙太網電纜連線。

- LAG中的埠不能分配給另一個LAG。

- 為靜態LAG分配的埠不超過8個，為動態LAG的候選埠不超過16個。

- 將埠新增到LAG時，LAG的配置將應用到埠。從LAG中刪除埠後，將重新應用其原始配置。

- 生成樹等協定將LAG中的所有埠視為一個埠。

拓撲

兩台交換機通過LAG連線，僅使用2個埠，負載均衡演算法MAC地址與MAC/IP地址。此外，4台客戶端連線到一台交換機，4台伺服器連線到第二台交換機。

LAG負載平衡如何在Cisco 350和550系列交換機上工作

請注意，Cisco 350和550系列交換器使用Exclusive OR(XOR)方法選擇轉送流量的介面。這些交換機使用MAC地址上的XOR（目的地和源）或組合MAC/IP地址（目的地和源）在LAG埠之間提供負載均衡。 這表示對於具有相同MAC和/或IP地址的特定資料包，流量將通過一個特定埠傳送，而不是同時通過兩個或三個埠傳送。這意味著，無論一個LAG中有多少個埠，一個客戶端到伺服器的連線都不能超過一個埠吞吐量。它完全基於資料包上的報頭資訊。如果這些條件保持不變，則演算法行為不會有任何差異。

我們將演算法模式MAC地址與MAC/IP地址進行比較。由於我們使用2個埠進行LAG，因此只能從XOR獲得兩個不同的結果，即0或1。這意味著我們只需要將地址的最後一個位用於XOR比較，這樣我們就可以從0或1獲得結果。如果XOR結果為0，流量將通過LAG的第1個埠，如果結果為1，則通過LAG的第2個埠。

- 0 >埠1

- 1 >埠2

如果我們使用3或4個埠，我們可能收到至少3-4個不同的XOR結果。我們需要使用2位進行比較，因此可以有4種不同的組合。

- 00 >埠1

- 01 >埠2

- 10 >埠3

- 11 >埠4

如果使用5-8個埠，我們可能收到至少5-8個異或結果，因此需要使用3個位進行比較，這樣我們可能會有8個不同的組合，如000、001、010、011、100、101、110和111。選擇埠的機制與上述類似，但有更多選項。

- 000 >埠1

- 001 >埠2

- 010 >埠3

- 011 >埠4

- 100 >埠5

- 101 >埠6

- 110 >埠7

- 111 >埠8

採用IP/MAC位址負載平衡的兩個連線埠LAG範例

在本例中，我們重點介紹LAG的2個埠。因此，XOR操作只需考慮MAC和IP地址二進位制形式的最後一個位。

下面列出了這些源和目標上IP和MAC地址到二進位制和XOR的轉換。

來源：

名稱

IP 位址

IP的二進位制形式（僅最後一個二進位制八位數）

MAC地址（僅限最後6位數）

MAC的二進位制形式（最後一個數字）

XOR輸出

客戶端1

192.168.46.100

01100100

:06:41:43

0100 0011

0 XOR 1 = 1

客戶端2

192.268.46.101

01100101

:06:41:42

0100 0010

1異或0 = 1

客戶端3

192.168.46.102

01100110

:06:3e:af

1010 1111

0 XOR 1 = 1

客戶端4

192.168.46.103

01100111

:06:3e:ae

1010 1110

1異或0 = 1

目標：

名稱

IP 位址

IP的二進位制形式（僅最後一個二進位制八位數）

MAC地址（僅限最後6位數）

MAC的二進位制形式（最後一個數字）

XOR輸出

伺服器1

192.168.46.120

01111000

06:62:0f

0000 1111

0 XOR 1 = 1

伺服器2

192.268.46.121

01111001

:06:62:0e

0000 1110

1異或0 = 1

伺服器3

192.168.46.122

01111010

:06:3b:f7

1111 0111

0 XOR 1 = 1

伺服器4

192.168.46.123

01111011

:06:3b:f6

1111 0110

1異或0 = 1

在所有目的地和源MAC地址和IP地址上執行XOR時，將給出相同的值1。這意味著所有流量將僅使用LAG的埠2。埠1不會用於從任何客戶端連線到任何伺服器，這意味著MAC/IP地址模式不是最佳模式。

僅採用MAC位址負載均衡的兩個連線埠LAG範例

現在我們將僅基於MAC地址分析負載均衡。

名稱

MAC地址（僅限最後6位數）

MAC的二進位制形式（最後一個數字）

二進位制輸出的最後數字

客戶端1

:06:41:43

0100 0011

1

客戶端2

:06:41:42

0100 0010

0

客戶端3

:06:3e:af

1010 1111

1

客戶端4

:06:3e:ae

1010 1110

0

名稱

MAC地址（僅最後6位）

MAC的二進位制形式（最後一個數字）

二進位制輸出的最後數字

伺服器1

06:62:0f

0000 1111

1

伺服器2

:06:62:0e

0000 1110

0

伺服器3

:06:3b:f7

1111 0111

1

伺服器4

:06:3b:f6

1111 0110

0

這一次，每個MAC地址的XOR done不同。

- 如果將資料包從客戶端1傳送到伺服器1，則使用埠1執行1 XOR 1 > 0。

- 如果將資料包從客戶端1傳送到伺服器2，則使用埠2執行1 XOR 0 > 1。

- 如果將資料包從客戶端2傳送到伺服器2，則使用埠1執行0 XOR 0 > 0。

- 如果將資料包從客戶端2傳送到伺服器1，則使用埠2執行0 XOR 1 > 1。

現在，我們可以實現最佳負載平衡，並且埠利用率也相當均衡。

附註：使用IP/MAC地址演算法時，在某些情況下，我們可能只更改源端或目的端的IP地址以獲得最佳輸出，因為裝置的MAC地址將保持不變。

在交換機上配置LAG負載平衡演算法

步驟1.輸入Username和Password以登入思科交換器。按一下「Log In」。預設情況下，使用者名稱和密碼為cisco，但由於您正在現有網路中工作，因此您應擁有自己的使用者名稱和密碼。改為輸入這些憑據。

附註：預設情況下，Application視窗顯示Switch Management選項處於選中狀態，且應保持單獨狀態。

步驟2.定位至埠管理> LAG管理，然後選擇「負載平衡演算法」選項。您可以選擇MAC Address或IP/MAC Address。按一下「Apply」。

附註：預設情況下，MAC Address是為負載均衡演算法選擇的選項。

步驟3.現在您將在螢幕上看到Success通知。按一下「File Operations」，將交換器上的組態儲存到啟動組態中。

附註：或者，您只需按一下該圖 標即可儲存配置。

步驟4.將打開「檔案操作」頁面。確認已選擇Source File Name作為Running Configuration，並選中Destination File Name作為Startup Configuration。按一下「Apply」以儲存組態。

結論

現在，您對LAG負載均衡以及如何在您的350或550系列交換機上配置有了更好的瞭解。您還瞭解到，如果選擇IP/MAC地址負載均衡，在某些拓撲中，負載均衡可能會無法有效工作。

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