HCIE(M-LAG)

时间：2024-01-31 18:38:52
M-LAG

M-LAG(跨设备链路聚合组)，是一种实现跨设备链路聚合的机制，将一台设备与另外两台设备进行跨设备链路聚合，从而把链路可靠性从单板级提高到了设备级。
. 对二层来讲，可将M-LAG理解为一种横向虚拟化技术，将M-LAG的两台设备在逻辑上虚拟成一台设备，形成一个统一的二层逻辑节点。实际应用中，可通过此横向虚拟化
技术（M-LAG），实现汇聚-接入之间的网络逻辑无环化,取代STP。这种设计相对传统的STP破环保护，逻辑拓扑更加清晰、链路利用更加高效。
. 可用该技术，构建高可靠性的二层网络
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M-LAG 基本概念

如下图
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用户侧设备Switch（可以是交换机或服务器）通过M-LAG机制与另外两台设备（SwitchA和SwitchB）进行跨设备链路聚合，共同组成一个M-LAG双活系统。这样可以实现SwitchA和SwitchB共同进行流量的转发，保证网络的可靠性。

概念 说明 补充
DFS Group 动态交换服务组，主要用于部署M-LAG设备之间的配对；M-LAG双归设备之间的接口状态，表项等信息的同步需要依赖DFS-Group协议进行同步
DFS主设备 部署M-LAG且状态为主的设备
DFS备设备 部署M-LAG且状态为备的设备 DFS Group的角色区分为主和备，正常情况下，主设备和备设备同时进行业务流量的转发，转发行为没有区别，仅在故障场景下，主备设备的行为会有差别
peer-link链路 peer-link链路是一条直连链路，用于交换协商报文及传输部分流量。接口配置为peer-link接口后，该接口上不能再配置其它业务 为了增加peer-link链路的可靠性，推荐采用多条链路做链路聚合
peer-link接口 peer-link链路两端直连的接口均为peerlink接口
双主检测链路 双主检测链路是一条三层互通链路，用于M-LAG主备设备间发送双主检测报文 正常情况下，双主检测链路不会参与M-LAG的任何转发行为，只在故障场景下，用于检查是否出现双主的情况。双主检测链路可以通过外部网络承载（比如，如果M-LAG上行接入IP网络，那么两台双归设备通过IP网络可以互通，那么互通的链路就可以作为双主检测链路）。也可以单独配置一条三层可达的链路来作为双主检测链路（比如通过管理口）
M-LAG成员接口 M-LAG主备设备上连接用户侧主机（或交换设备）的Eth-Trunk接口。为了增加可靠性，推荐链路聚合配置为LACP模式。M-LAG成员接口角色也区分主和备，与对端同步成员口信息时，状态由Down先变为Up的M-LAG成员接口成为主M-LAG成员口，对端对应的M-LAG成员口为备 仅在M-LAG接入组播场景下，M-LAG成员接口的主备角色存在转发行为差异

M-LAG 优势

仅在M-LAG接入组播场景下，M-LAG成员接口的主备角色存在转发行为差异:
. M-LAG网络方案，支持跨设备链路捆绑和流量负载分担，充分利用链路带宽
. M-LAG在链路或者设备故障时，通过跨设备链路捆绑，把可靠性从设备内保护提高到设备间保护
. 控制平面和管理平面独立，M-LAG成员设备可独立升级，降低升级风险(集群和堆叠不具备该优势)

M-LAG 原理介绍

M-LAG的建立过程如下图
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  1. DFS Group配对

当M-LAG两台设备完成配置后，设备首先通过peer-link链路发送DFS Group的Hello报文。当设备收到对端的Hello报文后，会判断报文中携带的DFS Group编号是否和本端相同，如果两台设备的DFS Group编号相同，则两台设备DFS Group配对成功

  1. DFS Group协商主备

配对成功后，两台设备会向对端发送DFS Group的设备信息报文，设备根据报文中携带的DFS Group优先级以及系统MAC地址确定出DFS Group的主备状态，如果优先级相同的话，比较两台设备的MAC地址，确定MAC地址小的一端为DFS主设备

  1. M-LAG成员接口协商主备

与对端同步成员口信息时，状态由Down先变为Up的M-LAG成员接口成为主MLAG成员口，对端对应的M-LAG成员口为备，且主备状态默认不回切，即：当M-LAG成员接口状态为主的设备故障恢复后，先前由备状态升级为主状态的接口仍保持主状态，恢复故障的M-LAG成员接口状态为备，此处与DFS Group协商主备状态不一致

  1. 双主检测

. 协商出M-LAG主备后，两台设备之间会通过双主检测链路按照1s的周期发送MLAG双主检测报文，一旦设备感知peer-link故障，会按照100ms的周期发送三个双主检测链路报文，加速检测。当两台设备均能够收到对端发送的报文时，双活系统即开始正常的工作
. 正常情况下，双主检测链路不会参与M-LAG的任何转发行为，只在DFS Group配对失败或者peer-link故障场下，用于检查是否出现双主的情况，所以即便双主检测
失败也不会影响M-LAG正常工作。

  • (推荐) 双主检测链路通过管理网口互通，DFS Group绑定的管理网口IP地址要保证可以相互通信，管理网口下绑定v*n实例，保证双主检测报文与业务流量隔离
  • 双主检测链路通过业务网络互通，DFS Group绑定的IP地址要保证可以三层互通。如果peer-link接口之间建立路由邻居关系，则业务网络双主检测报文会直接通过最优路由经peer-link链路传输。一旦peer-link故障，路由收敛期间，双主检测报文通过次优路径传输到对端，双主检测时间会慢0.5秒或者1秒的时间
  1. M-LAG同步信息

正常工作后，两台设备之间会通过peer-link链路发送M-LAG同步报文实时同步对端的信息，M-LAG同步报文中包括MAC表项、ARP表项等，发送M-LAG成员端口的状态，并同步STP、VRRP协议报文，这样任意一台设备故障都不会影响流量的转发，保证正常的业务不会中断

M-LAG 防环机制

M-LAG本身具有防环机制，可以构造出一个无环网络。如下图所示，从接入设备或网络侧到达M-LAG配对设备的单播流量，会优先从本地转发出去，peer-link链路一般情况下不用来转发数据流量。当流量通过peer-link链路广播到对端M-LAG设备，在peerlink链路与M-LAG成员口之间设置单方向的流量隔离，即从peer-link口进来的流量不会再从M-LAG口转发出去，所以不会形成环路，这就是M-LAG单向隔离机制
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但在一些特殊场景，如下图所示，比如一端设备上的M-LAG成员口故障时，数据流量可以从peer-link链路到达对端设备，然后在对端设备上进行转发
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M-LAG 配置建议

STP协议配置
. 从STP协议角度来看，一个Eth-Trunk接口可以看做一条逻辑链路，这样的话M-LAG系统和接入设备就构成了一个星形拓扑（在这种拓扑下，没有被STP阻塞的端口）。因此，STP主要作为故障保护机制来避免人为因素造成的任何网络环路，比如直接在组建M-LAG系统的两台设备之间连接一条线路等
. 虽然通过使用跨设备链路聚合，M-LAG可以构造出一个无环网络，但是我们还是建议部署STP，用于防止误配置、误接线导致的环路，或者用于特殊场景的接入
如图
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在M-LAG系统中，STP协议的作用如下：

  • 检测二层环路进行破环，保证二层网络无环
  • 计算非双归接入M-LAG系统设备的二层路径
  • 在配置或删除M-LAG配置的操作过程中防止环路

M-LAG双主检测链路配置建议

  • 通过管理网口建立双主检测链路：建议绑定v*n，配置方式见如下所示，相对专用线路的双主检测，成本低
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  • 通过已有的三层链路建立双主检测链路
  • 通过业务网口建立双主检测链路：由于双主检测报文数量较少，选择GE口就可以，建议绑定v*n

说明： 双主检测链路和peer-link链路不能共用，若双主检测报文通过peer-link链路转发，peer-link链路down时，双主检测不能进行，无法触发备设备端口error down动作，可能会导致流量转发异常

M-LAG peer-link 配置建议

  • 建议配置peer-link接口的成员口采用10GE或者更大带宽的物理口
  • 建议配置Peer-link口的成员口数不少于2个
  • 针对华为CE12800系列交换机，建议配置peer-link接口成员口要跨板部署，防止某一单板故障导致peer-link故障
  • 建议配置peer-link接口启用静态LACP模式
  • 建议组建M-LAG系统的两台设备的peer-link接口要直连，中间不能加透传设备
  • peer-link接口默认加入所有VLAN，不需要通过peer-link转发流量的VLAN可以通过执行port vlan exclude命令从peer-link口退出
  • 基于根桥方式配置M-LAG，由于两端设备需要模拟成同一个STP根桥，保证设备直连接口不会被阻塞掉，需要将接口STP功能去使能。基于V-STP方式配置MLAG，需要使能peer-link接口下的STP功能

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故障处理
. 当M-LAG应用于普通以太网络、VXLAN网络或IP网络的双归接入时，peer-link故障但双主检测状态正常会触发状态为备的设备上除管理网口、peer-link接口和堆叠口以外的接口处于Error-Down状态。M-LAG主设备侧Eth-Trunk链路状态仍为Up，M-LAG备设备侧Eth-Trunk链路状态变为Down，双归场景变为单归场景。一旦peer-link故障恢复，处于Error-Down状态的M-LAG接口默认将在2分钟后自动恢复为Up状态，处于Error-Down状态的其它物理接口将自动恢复为Up状态
. 但在实际组网应用中，当某些上行端口运行路由协议或者是双主检测链路时是不希望被Error-Down的。此时，可以根据实际情况，在其他的非M-LAG成员接口上配置m-lagunpaired-port suspend命令

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M-LAG 成员口配置建议

  • 建议组建M-LAG系统的两台设备型号、版本均保持一致
  • 为了保证流量的正常转发，M-LAG主备设备上绑定M-LAG ID相同的M-LAG成员接口相关的配置必须保持一致
  • LACP M-LAG的系统优先级和系统ID，建议在全局视图下配置，避免繁琐性
  • 为了提高可靠性，避免M-LAG在配置过程中的误接或者成环，建议将链路聚合模式配置为LACP模式

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设备接入 M-LAG配置建议

  • 位于接入层的M-LAG配对设备所有上连位于汇聚层的M-LAG配对设备的接口要放到同一个Eth-Trunk里
  • 位于汇聚层M-LAG配对设备上的所有下连位于接入层M-LAG配对设备的接口要放到同一个Eth-Trunk里
  • 为了方便配置和维护，建议Eth-Trunk ID和M-LAG ID保持一致

接入设备一般双归接入到M-LAG系统，如下图所示，是M-LAG的最推荐、最常见用法

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使用链路聚合技术，双归接入到M-LAG系统具有以下优点：

  • Peer-link故障时，可以快速收敛，双活场景，流量转发行为一致
  • 提高链路可靠性，提供双活冗余转发路径

接入设备单归接入到M-LAG
如果设备不能双归接入到M-LAG系统，优先把设备接入到已双归接入到M-LAG系统的设备上，如下图所示
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这样在peer-link链路故障时，在M-LAG双活场景提供一致性转发行为，能把影响降到最小。但同时也引入了新的问题：

  • 需要新增接入设备
  • 增加了M-LAG系统的管理负担

如果不能接入到已双归接入M-LAG系统的设备，次优选择是把设备接入到M-LAG主设备上，以避免peer-link故障时，接入设备被孤立起来（peer-link故障情况下默认会ErrorDown 备设备上除堆叠口、管理网口、peer-link口之外的所有接口），并建议使用MLAG成员口不使用的VLAN ID
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