M-LAG技术原理是啥?如何工作的?

2025-10-11 09:28:20 RAIZ
根据文章交换机提供业务可靠性的部署模式有哪些,技术原理是什么,有粉丝想更深入了解M-LAG ,今天阿祥就细讲一下M-LAG。M-LAG全称:Multichassis Link Aggregation Group,中文名:跨设备链路聚合组,是一项重要的网络高可靠性技术。接下来阿祥根据基本概念、工作原理和常见部署方式分类讲解!

 一、M-LAG 是什么?


M-LAG 是一种实现跨设备链路聚合的机制。它允许两台独立的网络设备(通常是交换机)在逻辑上虚拟成一台设备,与下游设备(如服务器或交换机)建立链路聚合组(LAG)。
核心价值:M-LAG 将链路的可靠性从传统的单板级提升到了设备级。这意味着即使其中一台设备整体故障,业务流量仍能通过另一台设备正常转发,从而极大提升了网络的可靠性。
与堆叠(Stack)的区别:虽然堆叠技术也能将多台设备虚拟化为一台,但M-LAG是一种控制平面虚拟化技术,其控制面的耦合程度相比堆叠更松。M-LAG的两台设备控制和管理平面是独立的,主要同步接口和表项相关信息,而不需要像堆叠那样同步所有设备信息。这使得M-LAG具有更高的可靠性,并且支持设备独立升级(升级一台时业务不中断或中断时间极短),维护也更方便。
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二、M-LAG 是如何工作的?


M-LAG 系统的正常运行依赖于几个关键组件和机制:

1、关键组件
M-LAG 主备设备:组成M-LAG系统的两台交换机,它们之间会协商出主(Primary) 和备(Secondary) 的角色。但在正常情况下,主备设备同时进行业务流量的转发,形成负载分担。
Peer-Link 链路:
  • 这是一条必须建立的、高可靠的直连链路(通常本身也是链路聚合链路),用于M-LAG设备之间交换控制报文(如心跳检测、双主检测报文)和同步状态信息(如MAC表项、ARP表项)。
  • 在某些故障场景下(如一台设备的上行链路故障),Peer-Link也可能用于传输数据流量。
双主检测链路(DAD Link):
  • 这是一条用于故障检测的三层互通链路(如通过管理网口或特定VLAN)。
  • 当Peer-Link发生故障时,M-LAG系统可能发生“分裂”,即两台设备都认为自己是主设备。双主检测链路通过交互检测报文来避免这种“双主”情况导致的网络问题(如广播风暴)。
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2、工作过程与流量转发
正常工作时:
  • 已知单播流量:M-LAG主备设备会形成逐流的负载分担,共同进行流量的转发。

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  • 组播、广播、未知单播流量:这些流量会在设备间泛洪扩散。M-LAG通过其单向隔离机制来隔绝由Peer-Link发往M-LAG成员口的流量,从而防止环路的形成,因此通常不再需要启用传统的生成树协议(STP)。

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故障发生时:M-LAG的可靠性主要体现在其快速故障切换能力上。
  • M-LAG成员口(即连接服务器的聚合链路中的一条物理链路)故障:流量会自动切换到正常的链路上,网络侧感知不到故障。
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  • 一台M-LAG设备整体故障:另一台设备会接管所有流量,保证业务不中断。服务器感知到的只是链路聚合组中部分链路断开,其上行链路仍然畅通。
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  • Peer-Link链路故障:设备会立即通过DAD链路发起双主检测。如果确认对端设备存活,则会有一台设备(通常是备设备)自动Error-Down(关闭)除保留接口外的所有业务接口,避免形成双主和网络环路,此时流量只从主设备转发。
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下表概括了 M-LAG 的关键组件及其职责:
组件名称
职责描述
注意事项
Peer-Link 链路
交换控制报文、同步状态信息、在特定故障场景下传输数据流量
需高可靠性部署,推荐使用多条链路聚合
双主检测链路 (DAD Link)
进行故障检测,避免M-LAG分裂后出现“双主”
推荐使用独立于业务网络的带外管理通道或专用VLAN
M-LAG 主设备
正常时与备设备共同转发流量,故障时若备设备失效则需维持转发
角色由系统协商确定
M-LAG 备设备
正常时与主设备共同转发流量,故障时若主设备失效则升级为主
角色由系统协商确定
三、M-LAG 可以如何部

M-LAG技术主要用于数据中心网络和企业网络核心,以满足高可靠性需求。其主要部署场景包括:
1、服务器双活接入(最常见的场景)
  • 场景描述:服务器通过双网卡分别连接到两台独立的交换机,并在服务器和交换机上配置链路聚合(如LACP)。从服务器角度看,它只是和“一台”交换机建立了聚合链路。
  • 优势:为服务器提供设备级冗余保障。任何一条链路、任何一个网卡或任何一台接入交换机故障,都不会导致服务器业务中断,同时还能实现负载均衡。
2、网络设备互联
  • 汇聚层部署M-LAG:两台汇聚交换机组建M-LAG,下游的接入交换机可以双归上行到这两台汇聚交换机。这样可以替代传统的STP+VRRP方案,消除STP的阻塞端口,提高链路利用率,并提供更快的故障收敛。
  • 多级M-LAG:在大型数据中心,可以在Spine层和Leaf层同时部署M-LAG,形成多级冗余架构,进一步扩展网络规模和提高可靠性。
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3、作为网关使用
  • M-LAG双归设备可以作为二层网络和三层网络的分界点,即承担网关的作用。两台设备配置相同的IP地址和虚拟MAC地址,对网络侧展示为同一个网关,实现网关冗余。
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4、与VXLAN结合
  • 在VXLAN网络中,两台M-LAG设备可以虚拟成一个VTEP(VXLAN Tunnel End Point),使用同一个VTEP IP地址与外界建立VXLAN隧道,简化配置并提高可靠性。
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四、核心优势总结

M-LAG 技术能带来以下主要好处:
高可靠性:提供设备级保护,单点故障不影响业务。
高链路利用率:实现了真正的双活负载分担,避免了STP协议阻塞链路造成的浪费。
简化网络:提供了一个无环的二层逻辑拓扑,简化了网络设计和配置管理。
维护便捷:支持设备独立升级,极大减少维护窗口和业务中断时间。
五、部署注意事项

部署 M-LAG 时,需要注意以下几点:
Peer-Link 可靠性:Peer-Link 是 M-LAG 的“生命线”,必须确保其高可靠性。强烈建议使用多条物理链路捆绑成聚合链路作为 Peer-Link。
双主检测配置:务必配置双主检测链路(DAD Link)。这是防止 M-LAG 分裂后产生网络环路的關鍵保障。
配置一致性:M-LAG 两台设备上相关业务的配置需要手动保证一致性,否则可能导致异常。
兼容性:不同厂商设备间的 M-LAG 互通可能存在困难,部署时需关注厂商的兼容性说明。


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