链路聚合/以太网通道/bond网卡绑定/网卡桥接

一、网线的传输

1.基带传输

信号源产生的原始电信号称为基带信号,由电压高低的 0 和 1 组成,随之送至线路传输,是很古老的传输方式一般用于工业生产中。只能是单向传输一组电信号,不可以双向传输。因为计算机产生的信号就是基带信号,基带传输是直接传输基带信号(数字信号)不需要转换传输效率高,在一些局域网中一般都会使用一些基带传输的电缆进行传输。

2.宽带传输

在一根线缆中传输多组信号,支持双向传输并且可以在逻辑上划分成多条线路,从而可以将图像、音频作为不同的信号分别传输。主要应用在ADSL等,ADSL采用分频器技术将线路分为下行通道、上行通道、POTS通道分别传输语音信息和上网数字信息,这样保证了在上网的同时也可以打电话,线路的传输速率依赖于线路的距离。

二、由于核心层转发速率不够导致的数据堆积

如果在一个拓扑中核心层设备转发速率大于接入层或汇聚层设备,并且数据拓扑内的传输量超过了核心层线路的带宽,那么在核心层转发速率还有剩余但是由于线路带宽的不够导致数据在线路中堆积的情况就称为数据堆积。这种情况会导致丢包现象的产生并且会导致拓扑内的上网速度整体下降。

三、解决技术

1.Cisco设备的以太网通道

原理

通过对物理链路的绑定来提高链路的整体带宽,让多个网线的带宽绑定到一起,在传输数据时假如有四条线路那么那么当第一条线路在传输数据时数据会转移到第二条线路进行转发以此类推,当线路出现问题时那么会暂停该端口线路的工作,当线路恢复正常后再重新开始工作。参加绑定的线路带宽速率必须一致,所有绑定的端口必须配置成为中继模式,所有绑定端口的单工半双工转发模式必须相同。

实现以太网通道

实验要求:在 RSW1 与 RSW2 之间搭建以太网通道使 VLAN10 可以与 VLAN20 通信
在这里插入图片描述

RSW1配置
RSW1(config)#vlan 10													# 创建 vlan
RSW1(config-vlan)#vlan 20

RSW1(config)#ip routing 												# 开启包转发模式
RSW1(config)#int e0/3
RSW1(config-if)#switchport access vlan 10					# 划分 vlan

RSW1(config)#int vlan 10
RSW1(config-if)#ip add 192.168.10.254 255.255.255.0	# 配置虚拟 IP 地址
RSW1(config-if)#no sh
RSW1(config)#int vlan 20
RSW1(config-if)#ip add 192.168.20.10 255.255.255.0
RSW1(config-if)#no sh

RSW1(config)#int range e0/0-2									# 使用 range 进入多个端口
RSW1(config-if-range)#channel-group 1 mode on		# 将接口划分到以太网组 1 并开启
RSW1(config-if-range)#exit

RSW1(config)#int port-channel 1									# 进入绑定的以太网
RSW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q 		# 更改封装类型为802.1q
RSW1(config-if)#switchport mode trunk 						# 更改接口模式为中继模式 trunk

RSW2配置
RSW2(config)#vlan 10
RSW2(config-vlan)#vlan 20
RSW2(config)#ip routing

RSW2(config)#int e0/3
RSW2(config-if)#switchport access vlan 20

RSW2(config)#int vlan 10
RSW2(config-if)#ip add 192.168.10.10 255.255.255.0
RSW2(config-if)#no sh
RSW2(config)#int vlan 20
RSW2(config-if)#ip add 192.168.20.254 255.255.255.0
RSW2(config-if)#no sh

RSW2(config)#int range e0/0-2
RSW2(config-if-range)#channel-group 1 mode on
RSW2(config)#int port-channel 1
RSW2(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q 
RSW2(config-if)#switchport mode trunk 

2.华为设备的链路聚合:

与Cisco的以太网通道原理相同,名字不同。

链路聚合实现

(1)交换机与交换机实现

实现 PC1 ping 通 PC2
在这里插入图片描述

LSW1配置
<Huawei>sys
[Huawei]undo info-center enable 

[Huawei]vlan 10														# 创建 vlan
[Huawei-vlan10]vlan 20

[Huawei]int Eth-Trunk 1											# 进入链路聚合,组号为 1
[Huawei-Eth-Trunk1]port link-type trunk 					# 接口模式为 Trunk
[Huawei-Eth-Trunk1]port trunk allow-pass vlan all		# 允许所有 vlan 通过

[Huawei]int g0/0/4
[Huawei-GigabitEthernet0/0/4]port link-type access 	# 配置接入模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/4]port default vlan 10		# 划分 vlan

[Huawei]int vlan 10
[Huawei-Vlanif10]ip add 192.168.10.254 24				# 配置虚拟 IP
[Huawei]int vlan 20
[Huawei-Vlanif20]ip add 192.168.20.10 24	

[Huawei]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/3
[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]eth-trunk 1

LSW2配置
<Huawei>sys
[Huawei]undo info-center enable 
[Huawei]vlan 10
[Huawei-vlan10]vlan 20

[Huawei]int Eth-Trunk 1
[Huawei-Eth-Trunk1]port link-type trunk 
[Huawei-Eth-Trunk1]port trunk allow-pass vlan all 

[Huawei]int g0/0/4
[Huawei-GigabitEthernet0/0/4]port link-type access 
[Huawei-GigabitEthernet0/0/4]port default vlan 20

[Huawei]int Eth-Trunk 1
[Huawei-Eth-Trunk1]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/3
[Huawei-GigabitEthernet0/0/3]eth-trunk 1

[Huawei]int vlan 10
[Huawei-Vlanif10]ip add 192.168.10.10 255.255.255.0
[Huawei-Vlanif10]int vlan 20
[Huawei-Vlanif20]ip add 192.168.20.254 255.255.255.0
[Huawei-Vlanif20]quit
(2)交换机与路由器实现链路聚合

实现 pc1 ping 通 pc2
在这里插入图片描述

LSW1配置
<Huawei>sys
[Huawei]undo info-center enable 

[Huawei]vlan 10										# 创建 vlan
[Huawei-vlan10]vlan 20
[Huawei-vlan20]quit

[Huawei]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access 		# 更改接口模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 10			# 划分接口 vlan
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]quit

[Huawei]int Eth-Trunk 1													# 创建链路聚合
[Huawei-Eth-Trunk1]trunkport g0/0/2								# 绑定接口
[Huawei-Eth-Trunk1]trunkport g0/0/3
[Huawei-Eth-Trunk1]port link-type access 
[Huawei-Eth-Trunk1]port default vlan 20

[Huawei]int vlan 10															
[Huawei-Vlanif10]ip add 192.168.10.254 24					# 配置虚拟 IP
[Huawei]int vlan 20
[Huawei-Vlanif20]ip add 192.168.20.1 24

[Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.20.2		# 配置路由表


AR3配置
<Huawei>sys
[Huawei]int Eth-Trunk 1
[Huawei-Eth-Trunk1]undo portswitch 
[Huawei-Eth-Trunk1]trunkport g 0/0/1 to 0/0/2
[Huawei-Eth-Trunk1]ip add 192.168.20.2 24

[Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.20.1
[Huawei]int g0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.30.254 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown 

3.linux服务器的网卡绑定(bond):

将 linux 服务器的多张网卡绑定到一起用来实现冗余和提高带宽的作用,在生产环境中使用较多。如果将多张网卡绑定到一起那么对外只会显示一张网卡,并且只具有一个 IP ,绑定到一起后会有一张物理网卡被定义为 Master,其他的网卡都是 Slave,Bond 网卡的 MAC 地址是取自目标为 Master 的物理网卡。

linux网卡绑定实验实现

通过桥接网卡在三层交换进行链路聚合,在 linux 服务器使用 bond 的方式绑定网卡,让服务器可以 ping 通网关
在这里插入图片描述

# 关闭NetworkManager服务
[root@localhost ~]# systemctl stop NetworkManager
[root@localhost ~]# systemctl disable NetworkManager

# 查看系统是否支持 bonding,输入命令后没有返回结果则是不支持
[root@localhost ~]# modinfo bonding

# 加载内核bonding
[root@localhost network-scripts]# modprobe --first-time bonding


# 配置 bonding 驱动
[root@localhost ~]# vim /etc/modprobe.d/bond.conf
[root@localhost ~]# cat /etc/modprobe.d/bond.conf
alias bond0 binding
opeions bond0 miimon=100 mode=0
# miimon是指定MII链路监控频率,单位是毫秒(ms)。这将决定驱动检查每个slave链路状态频率。0表示禁止链路监控。

# 配置bond接口
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
[root@localhost ~]# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-bond0
TYPE=Bond					# 网卡模式为bond
BOOTPROTO=none				# 获取IP方式
ONBOOT=yes   				# 启动时是否激活网卡
USERCTL=no					# 是否允许普通用户控制此网卡
DEVICE=bond0				# 设备名		
IPADDR=10.0.0.2				# 网卡IP
PREFIX=24					# 子网位数,24表示为24位的网卡
NM_CONTROLLED=no			# NetworkManger服务的参数,修改配置后无重启立即生效
BONDING_MASTER=yes			# bonding_master主开启
GATEWAY=10.0.0.254			# 网关配置

# 配置slave接口
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens37
[root@localhost network-scripts]# cat ifcfg-ens37
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_PEERDNS=yes
IPV6_PEERROUTES=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens37
UUID=7c9bc3be-3c8f-4050-993e-be20efa440bd
DEVICE=ens37
MASTER=bond0
SLAVE=yes				# 备份模式开启
ONBOOT=yes
USERCTL=no
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens33
[root@localhost network-scripts]# cat ifcfg-ens33
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_PEERDNS=yes
IPV6_PEERROUTES=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=7c9bc3be-3c8f-4050-993e-be20efa440bd
DEVICE=ens33
MASTER=bond0
SLAVE=yes
ONBOOT=yes
USERCTL=no

# 重启服务后查看加载的bonding网卡
[root@localhost network-scripts]# cat /proc/net/bonding/bond0 
Ethernet Channel Bonding Driver: v3.7.1 (April 27, 2011)

Bonding Mode: load balancing (round-robin)
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 0
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0

Slave Interface: ens33
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:b4:61:3e
Slave queue ID: 0

Slave Interface: ens37
MII Status: up
Speed: 1000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: 00:0c:29:b4:61:48
Slave queue ID: 0
LSW1配置
<Huawei>sys
[Huawei]int Eth-Trunk 1

[Huawei]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]eth-trunk 1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/2
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]eth-trunk 1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]quit

AR1配置
<Huawei>sys
[Huawei]int g0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 10.0.0.254 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown 
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]quit

linux服务器验证

ping通网关:
在这里插入图片描述
ifconfig 查询结果,bond0 的 mac 地址与 ens33 的 mac 地址相同
在这里插入图片描述

4.windows系统的网卡桥接:

添加网卡后勾选右击,桥接即可,原理与 linux 网卡绑定相同
在这里插入图片描述

验证

在这里插入图片描述

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