日期：2015-06-03 點擊: 關(guān)鍵詞：交換機 負載均衡,交換機的負載均衡,思科交換機
Cisco Catalyst 交換機上的 EtherChannel 負載均衡:Fast EtherChannel 允許將多條物理快速以太網(wǎng)鏈路組合到一個邏輯通道中。這樣便可在通道中的鏈路之間實現(xiàn)流量負載共享，還可以在通道中的一條或多條鏈路出現(xiàn)故障時提供冗余。Fast EtherChannel 可用于通過非屏蔽雙絞線 (UTP) 配線或單模和多模光纖將 LAN 交換機、路由器、服務(wù)器和客戶端互連在一起。本文檔將 Fast EtherChannel、Gigabit EtherChannel、端口通道、通道和端口組統(tǒng)稱為一個詞： EtherChannel。本文檔中的信息適用于所有這些EtherChannel。
本文檔介紹通過使用 EtherChannel 在 Cisco Catalyst 交換機上實現(xiàn)負載均衡和冗余的概念。本文檔還介紹端口聚合協(xié)議 (PAgP) 及 EtherChannel 對中繼的支持。本文檔未介紹如何在 Catalyst 交換機上配置 EtherChannel。有關(guān)如何在 Catalyst 交換機上配置 EtherChannel 的詳細信息，請參考相關(guān)信息部分中的文檔。
EtherChannel 可將以幀形式尋址的二進制模式的一部分縮減為一個選擇通道中某一鏈路的數(shù)值，以便在通道的鏈路之間分發(fā)幀。EtherChannel 幀分發(fā)使用 Cisco 專有的散列算法。該算法是確定性算法;如果使用相同的地址和會話信息，則總是散列到通道中的同一端口。此方法可避免無序傳送數(shù)據(jù)包。
Catalyst OS
在運行 Catalyst OS (CatOS) 的 Catalyst 6500/6000 交換機中，EtherChannel 可將多達八個配置兼容的端口的帶寬聚合到一條邏輯鏈路中。使用軟件版本 6.2(1) 及更低版本時，6 插槽和 9 插槽 Catalyst 6500 系列交換機最多可支持 128 個 EtherChannel。在軟件版本 6.2(2) 及更高版本中，生成樹功能可處理端口 ID。因此，對于 6 插槽或 9 插槽機箱，可支持的最大 EtherChannel 數(shù)為 126;對于 13 插槽機箱，可支持的最大 EtherChannel 數(shù)為 63。所有模塊(包括備用 Supervisor 引擎上的那些模塊)上的所有以太網(wǎng)端口都支持 EtherChannel，不要求端口連續(xù)或位于同一模塊中。每個 EtherChannel 中的所有端口的速度必須相同。負載均衡策略(幀分發(fā))可以基于 MAC 地址(第 2 層 [L2])、IP 地址(第 3 層 [L3])或端口號(第 4 層 [L4])。如果發(fā)出以下命令，可以分別激活這些策略：set port channel all distribution{ip|mac|會話|ip-vlan-session} [source|目的地|both]。Session 關(guān)鍵字在Supervisor 引擎 2 和 Supervisor 引擎 720 上均受支持。ip-vlan-session 關(guān)鍵字僅在 Supervisor 引擎 720 上受支持。若要根據(jù) IP 地址、VLAN 和第 4 層流量指定幀分發(fā)方法，請使用此關(guān)鍵字。
如果數(shù)據(jù)包不屬于所選類別，請考慮下一個較低級別的類別。如果硬件無法支持您已選擇的幀分發(fā)方法，則會顯示一條 Feature not supported 錯誤消息。
Cisco 專有的散列算法計算出位于 0 到 7 范圍內(nèi)的值。根據(jù)此值，選擇 EtherChannel 中的特定端口。端口設(shè)置包括一個掩碼，它指示端口在傳輸時接受哪些值。如果單個 EtherChannel 中具有最大數(shù)量的端口(即八個端口)，則每個端口只接受一個值。如果 EtherChannel 中有四個端口，每個端口接收兩個值，依此類推。下表按 EtherChannel 中的端口數(shù)，列出每個端口接受值的比率：
注意：此表只列出特定端口所接受的值的數(shù)量，這是由該散列算法計算得出的。您不能控制特定流量使用的端口。只能通過可導(dǎo)致最大多樣性的幀分發(fā)方法來影響負載均衡。
注意：該散列算法無法被配置或更改，以均衡 EtherChannel 中各端口之間的流量負載。
注意：在運行 Cisco IOS 軟件的 Cisco Catalyst 6500/6000 系列交換機中也執(zhí)行這一相同的Cisco 專有算法。
因此，實質(zhì)上只有在端口通道中有兩個、四個或八個端口時，才能實現(xiàn)理想的負載均衡，即使使用隨機地址也是如此。
若要檢查幀分配策略，請發(fā)出 show port channel mod/port info 命令。在版本 6.1(x) 及更高版本中，可以根據(jù)幀分配策略確定端口通道中要用于轉(zhuǎn)發(fā)流量的端口。用于確定這一點的命令是：show channel hash channel-id{src_ip_addr|dest_ip_addr|src_mac_addr|dest_mac_addr|src_port|dest_port} [dest_ip_addr|dest_mac_addr|dest_port]。
下面列舉了一些示例：
1. Console> (enable) showchannel hash 865 10.10.10.1 10.10.10.2
2. Selected channel port: 1/1
3. Console> (enable) showchannel hash 865 00-02-fc-26-24-94
4. 00-d0-c0-d7-2d-d4
5.
6. !--- This command should be on one line.
7.
8. Selected channel port: 1/2
Cisco IOS
運行Cisco IOS系統(tǒng)軟件軟件支持最多64 EtherChannel的Catalyst 6500/6000交換機。在 Catalyst 6500/6000 系列交換機內(nèi)的任何模塊上，都可以構(gòu)建一個具有多達 8 個配置兼容的 LAN 端口的 EtherChannel。每個 EtherChannel 中所有 LAN 端口的速度都必須相同，并且所有這些端口都必須配置為第 2 層或第 3 層 LAN 端口。
運行 Cisco IOS 系統(tǒng)軟件的 Catalyst 6500/6000 交換機使用 Cisco 專有的散列算法。此算法將在 Catalyst OS 部分中進行說明。
EtherChannel 負載均衡可以使用 MAC 地址、IP 地址或者帶 Policy Feature Card 2 (PFC2) 的第 4 層端口號以及源模式和/或目標模式。所選模式適用于在該交換機上配置的所有 EtherChannel。請使用可在配置中提供最大多樣性的選項。例如，如果通道上的流量僅流向單個 MAC 地址，則使用目標 MAC 地址會導(dǎo)致每次都在通道中選擇同一鏈路。使用源地址或 IP 地址可獲得更好的負載均衡。若要配置負載均衡，請發(fā)出全局配置命令 port-channel load-balance {src-mac|dst-mac|src-dst-mac|src-ip|dst-ip|src-dst-ip|src-port|dst-port|src-dst-port|mpls}。
注意：端口信道負載均衡src dst混合IP波爾特命令更改在Supervisor PFC/DFC/CFC的硬件轉(zhuǎn)發(fā)，并且能導(dǎo)致中斷流量幾秒鐘分鐘，直到新的散列算法計算并且開始相應(yīng)地轉(zhuǎn)發(fā)流量。在非生產(chǎn)小時，在散列算法上的所有變化推薦。
若要檢查幀分配策略，請發(fā)出 show etherchannel load-balance 命令。您可以根據(jù)幀分配策略確定 EtherChannel 用哪個接口來轉(zhuǎn)發(fā)流量。若要確定這一點，請發(fā)出 remote login switch 命令以遠程登錄到交換機處理器 (SP) 控制臺。然后，發(fā)出以下命令：test etherchannelload-balance interface port-channel number {ip|l4port|mac} [source_ip_add|source_mac_add|source_l4_port][dest_ip_add|dest_mac_add|dest_l4_port]。
下面列舉了一些示例：
1. 6509#remote login switch
2. Trying Switch ...
3. Entering CONSOLE forSwitch
4. Type "^C^C^C"to end this session
5.
6. 6509-sp#testetherchannel load-balance interface port-channel 1
7. ip 10.10.10.2 10.10.10.1
8.
9. !--- This command should be on one line.
10.
11. Would select Gi6/1 of Po1
12.
13. 6509-sp#
14. 6509#remote loginswitch
15. Trying Switch ...
16. Entering CONSOLE for Switch
17. Type "^C^C^C" to end this session
18.
19. 6509-sp#test etherchannel load-balanceinterface port-channel 1 mac
20. 00d0.c0d7.2dd4 0002.fc26.2494
21.
22. !--- Thiscommand should be on one line.
23.
24. Would select Gi6/1 of Po1
25.
26. 6509-sp#
限制
此部分包含適用于 EtherChannel 的使用指南、限制和故障排除信息：
1. WS-X6548-GE-TX、WS-X6548V-GE-TX、WS-X6148-GE-TX 和 WS-X6148V-GE-TX 模塊對 EtherChannel 進行了限制。這些模塊的所有配置(10、100 和 1000 Mbps 速度)均支持 EtherChannel，但在配置這些模塊時需要注意以下這些超額訂閱情況：
a. 在這些模塊上，有一個來自端口 ASIC 的單條 1 千兆以太網(wǎng)上行鏈路，該鏈路支持八個端口。就 EtherChannel 而言，來自鏈路捆綁中所有鏈路的數(shù)據(jù)都會轉(zhuǎn)入端口 ASIC，即使這些數(shù)據(jù)發(fā)往另一條鏈路也是如此。這些數(shù)據(jù)會消耗該 1 千兆以太網(wǎng)鏈路中的帶寬。就這些模塊而言，EtherChannel 上所有數(shù)據(jù)的總和不能超過 1 千兆。
在將此模塊的端口添加到 EtherChannel 時，您會收到一條指出最大吞吐量的消息。
C6500> (enable) setport channel 3/5,4/5 mode on
Adding a WS-X6148-GE-TXport to a channel limits the channel's
bandwidth to a maximum of1Gig throughput
Port(s) 3/5,4/5 channelmode set to on.
C6500> (enable)
b. 此外，如果有四個以 100 Mbps 運行的 WS-X6148-GE-TX 或 WS-X6148V-GE-TX 模塊，這些模塊共有 48 個 EtherChannel，每個通道均有 4 個端口(每個模塊一個端口)，也可能會遇到超額訂閱問題。
c. 如果對WS-X6548-GE-TX 或 WS-X6548V-GE-TX 模塊使用交換矩陣模塊，該配置就可以避免超額訂閱問題。交換矩陣模塊接口可按EtherChannel 鏈路捆綁散列過濾數(shù)據(jù)包，然后將其分發(fā)到適當?shù)哪K。但是，每個模塊在鏈路捆綁中只能有一個端口。如果 WS-X6548-GE-TX 或 WS-X6548V-GE-TX 模塊在 EtherChannel 鏈路捆綁中有多個端口，就會開始出現(xiàn)超額訂閱問題。
注意：使用 Catalyst OS 軟件版本 8.2(1) 時，由于有了固件增強功能，因此WS-X6548-GE-TX 和 WS-X6548V-GE-TX 模塊不會再出現(xiàn)上述超額訂閱問題。
2. 有關(guān)其他 10/100/1000 以太網(wǎng)交換模塊和千兆以太網(wǎng)交換模塊的列表，請參閱以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)交換模塊 - Catalyst 6500 系列交換機模塊指南。
3. 如果啟用 UplinkFast，則4 端口 10/100 EtherChannel 的 EtherChannel 端口路徑開銷(可使用 set channel cost 命令設(shè)置)會低于并行千兆以太網(wǎng)鏈路的端口路徑開銷。這種情況會導(dǎo)致 4 端口 EtherChannel 轉(zhuǎn)發(fā)速度變慢，還會導(dǎo)致千兆以太網(wǎng)鏈路阻塞。解決方法是在啟用 UplinkFast 后明確為該通道配置較高的開銷。Cisco Bug ID CSCds22895(僅限注冊用戶)可跟蹤此問題。
4. WS-X6148A-GE-TX 交換模塊有 48 個超額訂閱的端口，這些端口分為六組，每組各有八個端口：
o 端口 1、2、3、4、5、6、7、8
o 端口 9、10、11、12、13、14、15、16
o 端口 17、18、19、20、21、22、23、24
o 端口 25、26、27、28、29、30、31、32
o 端口 33、34、35、36、37、38、39、40
o 端口 41、42、43、44、45、46、47、48
各組中的八個端口使用公共線路，這可以有效地將該組多路復(fù)用到與內(nèi)部交換矩陣之間的單條、無阻塞、全雙工千兆以太網(wǎng)連接。就包含八個端口的各組而言，將對接收到的幀進行緩沖，然后再將其發(fā)送到通向內(nèi)部交換矩陣的公共千兆以太網(wǎng)鏈路。如果端口收到的數(shù)據(jù)量開始超過緩沖區(qū)容量，則流控制將向遠程端口發(fā)送暫停幀，以暫時停止數(shù)據(jù)流并防止幀丟失。
如果有任何一組收到的幀超過 1 Gbp 帶寬，設(shè)備就會開始丟棄幀。這些丟棄操作不明顯，因為這些幀是在內(nèi)部 ASIC 而不是實際接口上丟棄的。這可能會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)低數(shù)據(jù)包吞吐量
如果需要更多吞吐量，請使用非超額訂閱線路模塊中的端口，或使用超額訂閱線路模塊中來自其他端口分組的端口。例如，如果線路模塊有 48 個端口(分為八組)，您可以對同一端口通道選擇端口 1、9、17、25、33 和 41。
Cisco 建議您對接入層使用 61xx、63xx 和 64xx 模塊，因為這些模塊通常是超額訂閱模塊，并與背板交換總線之間始終只有一個總線連接。對于骨干網(wǎng)連接，建議您使用 65xx 或 67xx 模塊，它們與交換矩陣之間始終有一個 8 GB 或 20 GB 專用連接。
Catalyst4500/4000 系列
Catalyst OS
在裝有 CatOS(Supervisor 引擎 I 和 II)的 Catalyst 4500/4000 系列交換機中，您可以構(gòu)建一個具有多達八個配置兼容的快速以太網(wǎng)或千兆以太網(wǎng)交換機端口的 EtherChannel。具體的 EtherChannel 組成視硬件而異。由于生成樹功能可處理端口 ID，因此六插槽機箱的最大通道數(shù)為 126。此外，您還可以在 CatOS 版本 5.x 及更高版本中將 EtherChannel 配置為使用多個模塊中的端口。EtherChannel 中所有端口的速度必須相同。
Catalyst 4500/4000 的 Catalyst OS 根據(jù)負載均衡使用 MAC 地址。EtherChannel 根據(jù)每個幀的源/目標 MAC 地址的低位，在通道的鏈路之間分發(fā)幀。幀分配方法是不可配置的。
Cisco IOS
裝有 Cisco IOS 軟件(Supervisor 引擎 II+ 及更高版本)的 Catalyst 4500/4000 系列交換機最多支持 64 個 EtherChannel。您可以在任何模塊上和各模塊之間構(gòu)建一個具有多達八個配置兼容的以太網(wǎng)接口的 EtherChannel。每個 EtherChannel中所有接口的速度必須相同，并且所有這些接口必須配置為第 2 層或第 3 層接口。
EtherChannel 可將由幀形式的地址構(gòu)成的二進制模式的一部分縮減為一個選擇通道中某一鏈路的數(shù)值，以便在通道的鏈路之間均衡流量負載。EtherChannel 負載均衡可以使用 MAC 地址、IP 地址或者第 4 層端口號以及源模式和/或目標模式。請使用可在配置中提供最大多樣性的選項。例如，如果通道上的流量僅流向單個 MAC 地址，則使用目標 MAC 地址會導(dǎo)致每次都在通道中選擇同一鏈路。使用源地址或 IP 地址能可獲得更好的負載均衡。若要配置負載均衡，請發(fā)出全局配置命令 port-channel load-balance{src-mac|dst-mac|src-dst-mac|src-ip|dst-ip|src-dst-ip|src-port|dst-port|src-dst-port}。必須全局配置負載均衡，并且不能按端口更改負載均衡選項。
注意：交換機使用源 MAC 地址和目標 MAC 地址的低位確定必須使用哪些鏈路來傳輸數(shù)據(jù)。因此，如果數(shù)據(jù)是從同一源接收的，也會使用 EtherChannel 的同一鏈路轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
Catalyst 3750/3560 系列交換機在 EtherChannel 中最多可支持八個配置兼容的以太網(wǎng)接口。EtherChannel可在您的交換機與另一臺交換機或主機之間提供高達 800 Mbps(Fast EtherChannel)或 8 Gbps(Gigabit EtherChannel)的全雙工帶寬。使用 Cisco IOS 軟件版本 12.2(20)SE 及更低版本時，最大 EtherChannel 數(shù)為 12。使用 Cisco IOS 軟件版本 12.2(25)SE 及更高版本時，最大 EtherChannel 數(shù)為 48。
EtherChannel 可將以幀形式尋址的二進制模式的一部分縮減為一個選擇通道中某一鏈路的數(shù)值，從而在通道的鏈路之間均衡負載。EtherChannel 負載均衡可以使用 MAC 地址、IP 地址、源和/或目標地址。該模式適用于配置在交換機上的所有 EtherChannel。通過使用全局配置命令 port-channel load-balance{dst-ip|dst-mac|src-dst-ip|src-dst-mac|src-ip|src-mac}，配置負載均衡和轉(zhuǎn)發(fā)方法。
可以根據(jù)負載均衡方法確定要在 EtherChannel 中用于轉(zhuǎn)發(fā)流量的接口。用于確定這一點的命令是：test etherchannel load-balance interfaceport-channel number {ip|mac} [source_ip_add|source_mac_add][dest_ip_add|dest_mac_add]。
負載均衡方法矩陣
以下矩陣綜述了本文檔介紹的負載均衡方法：
1對于3550系列交換機，當使用時源MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)，根據(jù)源和目的地IP地址的負載分配為路由的IP流量也啟用。所有路由的 IP 流量均根據(jù)源和目標 IP 地址選擇端口。
2對于運行Cisco IOS的6500系列交換機， MPLS第2層信息可能也用于負載均衡MPLS數(shù)據(jù)包。
什么是 PAgP?在哪里使用它?
PAgP 可幫助自動創(chuàng)建 EtherChannel 鏈路。在支持 EtherChannel 的端口之間發(fā)送 PAgP 數(shù)據(jù)包，以便協(xié)商通道的信息。在PAgP 中專門引入了一此限制。這些限制包括：
· PAgP 不能在為動態(tài) VLAN 配置的端口上構(gòu)建鏈路捆綁。PAgP 要求信道中的所有端口均屬于同一VLAN 或均配置為中繼端口。如果已存在一個鏈路捆綁，并要修改其中某一端口的 VLAN，則將修改該鏈路捆綁中的所有端口以匹配該 VLAN。
· PAgP 不會對以不同速度或端口雙工運行的端口進行分組。如果在存在某一鏈路捆綁時速度和雙工發(fā)生更改，則 PAgP 會更改該鏈路捆綁中所有端口的端口速度和雙工。
· PAgP 模式包括 off、auto、desirable 和 on。只有 auto-desirable、desirable-desirable 和 on-on 組合才允許構(gòu)建通道。如果位于通道一端的設(shè)備(例如路由器)不支持 PAgP，則位于另一個端的設(shè)備必須將 PAgP 設(shè)為 on。
目前以下交換機支持 PAgP：
· Catalyst 4500/4000
· Catalyst 5500/5000
· Catalyst 6500/6000
· Catalyst2940/2950/2955/3550/3560/3750
· Catalyst 1900/2820
以下交換機不支持 PAgP：
· Catalyst 2900XL/3500XL
· Catalyst2948G-L3/4908G-L3
· Catalyst 8500
以太網(wǎng)信道對 ISL/802.1q 中繼的支持
您可以將 EtherChannel 連接配置為使用或不使用交換機內(nèi)鏈路協(xié)議 (ISL)/IEEE 802.1Q 中繼。在構(gòu)建通道后，該通道中作為中繼的任何端口的配置都會應(yīng)用于該通道中的所有端口。配置相同的中繼端口可以配置為 EtherChannel。您必須安裝有所有 ISL 或所有 802.1Q;兩者不能混用。ISL/802.1Q 封裝(如果啟用)獨立于 Fast EtherChannel 的源/目標負載均衡機制執(zhí)行。VLAN ID 不會對數(shù)據(jù)包使用的鏈路產(chǎn)生影響。ISL/802.1Q 只是讓該中繼屬于多個 VLAN。如果未啟用中繼，則與 Fast EtherChannel 關(guān)聯(lián)的所有端口必須屬于同一 VLAN。
[交換機 負載均衡][交換機的負載均衡][思科交換機負載均衡][cisco交換機負載均衡]來源：互聯(lián)網(wǎng)
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