一、LACP 协议的基本概念
系统 ID
每个运行 LACP 的设备都有一个唯一的系统 ID，它由设备的 MAC 地址和一个优先级组成。系统 ID 在链路聚合组的协商过程中扮演着至关重要的角色，用于准确标识设备。优先级值越低，系统 ID 越大。在选举主动端（active side）时，系统 ID 是首要考量因素。例如，在一个复杂的数据中心网络中，多个服务器和交换机之间通过链路聚合连接，系统 ID 能够确保在众多设备中准确识别出主导协商的设备。
端口优先级
每个聚合组中的端口都有一个端口优先级。端口优先级与端口号一起用于确定端口在聚合链路中的活动状态。端口优先级值越低，端口越优先被选中参与链路聚合。这种设计使得网络管理员可以根据实际需求，对不同端口的参与优先级进行灵活配置。例如，在某些对特定链路带宽有更高要求的应用场景中，可以通过调整端口优先级，确保关键业务所使用的端口优先参与链路聚合。
聚合组 ID
聚合组 ID 用于标识一个链路聚合组。同一聚合组内的端口将共同工作，实现链路聚合功能。它就像是一个团队的标识，让网络设备知道哪些端口应该协同工作。在大型网络中，可能存在多个链路聚合组，通过聚合组 ID 可以清晰地区分和管理不同的聚合链路。
二、LACP 协议交互过程
初始状态
当设备的端口启用 LACP 协议时，端口处于初始状态。此时，端口会开始发送 LACP 数据单元（LACPDU）。LACPDU 是 LACP 协议用于信息交互的帧，它是整个协商过程的信息载体。在这个阶段，网络设备就像是在互相打招呼，通过 LACPDU 告知对方自己的存在和基本信息。LACPDU 中包含了设备的系统 ID、端口优先级、端口号等详细信息，这些信息为后续的协商提供了基础数据。在交互过程中涉及到比较优先级，分别有设备ID(系统优先级+系统MAC地址)：先比较系统优先级，如果相同再比较系统MAC地址。设备ID小的一端被认为优；比较端口ID(端口优先级+端口号)，对于设备ID优的一端的各个端口，首先比较端口优先级，如果优先级相同再比较端口号。端口ID小的端口为Selected端口，剩余端口为Unselected端口。
选举主动端和被动端
- 主动端选举：
设备通过比较相互之间发送的 LACPDU 中的系统 ID 来选举主动端。系统 ID 较小的设备成为主动端。主动端在链路聚合组的协商过程中起主导作用，它负责确定聚合链路的一些参数，如聚合组的成员选择等。在选举过程中，如果多个设备的系统 ID 相同，则需要进一步检查其他因素，如设备的 IP 地址等来确定主动端。 - 被动端确定：
选举出主动端后，其他设备在该聚合组中成为被动端。被动端会接受主动端的协商结果，并根据主动端的指示来配置自己的端口。
确定活动链路和非活动链路
- 活动链路选择原则：
主动端根据收到的各个端口的 LACPDU 信息（包括端口优先级和端口号），按照一定的算法选择活动链路。通常，端口优先级低且端口号小的端口优先被选为活动链路。例如，假设一个聚合组中有多个端口，端口 1 的优先级为 100，端口 2 的优先级为 200，端口 1 的端口号小于端口 2 的端口号，在其他条件相同的情况下，端口 1 更有可能被选为活动链路。这种选择方式可以确保在聚合链路中，性能更优的端口优先参与数据转发，提高链路效率。 - 非活动链路处理：
未被选中的链路成为非活动链路。非活动链路不参与数据转发，但它们仍然会周期性地接收和发送 LACPDU，以便在活动链路出现故障时能够及时切换，以提高系统故障冗余能力。
链路状态维护
- 周期性交互：
活动链路和非活动链路的端口都会周期性地发送 LACPDU。这些 LACPDU 用于维护链路的状态信息，如确认链路是否正常工作、检查对端设备是否仍然存在等。一般来说，LACPDU 的发送周期是可配置的，默认情况下有一个固定的时间间隔（不同厂商设备可能有所不同）。通过这种周期性的交互，网络设备可以实时掌握链路的健康状况。 - 故障检测与切换：
如果活动链路出现故障（如物理链路断开、端口故障等），主动端和被动端通过 LACPDU 的交互能够检测到这种故障。一旦检测到故障，主动端会根据之前确定的算法重新选择活动链路，可能会将原来的非活动链路激活，以保证链路聚合组的正常运行。
三、LACP 协议在实际网络中的应用案例
数据中心网络
在数据中心中，服务器与交换机之间通常需要大量的带宽来处理海量的数据流量。通过采用 LACP 链路聚合，可以将多个物理网络接口绑定为一个逻辑接口，提供更高的带宽。例如，将 4 个 10Gbps 的网络接口进行链路聚合，可以实现 40Gbps 的总带宽。同时，链路聚合还提供了冗余备份功能，当其中一条链路出现故障时，其他链路可以继续工作，保证数据中心业务的连续性。
企业园区网络
在企业园区网络中，不同建筑物之间的网络连接也经常使用链路聚合技术。以一个拥有多栋办公楼的企业园区为例，每栋楼的汇聚交换机通过链路聚合与核心交换机相连。这样可以增加楼与楼之间的网络带宽，满足员工日常办公对网络的需求。而且，当某条链路出现故障时，不会影响整个园区网络的正常运行，提高了网络的可靠性。
四、总结
LACP 协议通过系统 ID、端口优先级等参数的交互，实现了链路聚合组中主动端和被动端的选举、活动链路和非活动链路的确定以及链路状态的维护。这种动态协商机制提高了网络的可靠性和带宽利用率，在构建企业网络、数据中心网络等场景中广泛应用。
