跨设备链路聚合技术M-LAG的概念、技术背景与优势、工作原理、组网实现以及应用场景-HQY 一个和谐有爱的空间

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2025
07
12:24:06

跨设备链路聚合技术M-LAG的概念、技术背景与优势、工作原理、组网实现以及应用场景

在数据中心和企业核心网络中，高可用性（HA） 和 无缝升级 是刚需。传统的单机链路聚合（如LACP）只能防止单板或端口故障，而 M-LAG（Multichassis Link Aggregation Group，多机箱链路聚合组） 则能实现跨设备的链路聚合，将可靠性提升至设备级。

华为的M-LAG方案在数据中心网络广泛应用，如 CloudEngine（CE）系列交换机，可提供 双活转发、无缝切换、独立升级 等关键能力。本文将深入解析 M-LAG的概念、工作原理、组网实现及典型应用。

1.M-LAG是什么？

M-LAG是一种 跨设备链路聚合技术，允许 两台独立的交换机（如华为CE6850/CE6880）在逻辑上虚拟成一台设备，并与下游设备（服务器、交换机等）建立聚合链路（如LACP）。

对下游设备透明：下游设备只能感知到一个逻辑聚合组，无法识别M-LAG双活架构。
双活（Active-Active）：两台M-LAG设备同时转发流量，提升带宽利用率。
设备级冗余：单台设备故障时，流量可毫秒级切换至对端，业务无感知。

2.M-LAG技术背景与优势

2.1 传统网络的局限性

早期数据中心采用 STP+VRRP 实现冗余，但存在明显缺陷：

二层链路利用率低：STP阻塞冗余路径，浪费带宽。
三层链路利用率低：VRRP主备模式，备用链路闲置。
服务器仅支持主备接入：无法实现双活负载均衡。

2.2 技术演进：从堆叠到M-LAG

为提升链路利用率与可靠性，先后出现两种方案：

1）堆叠技术：多设备虚拟为一台，简化管理但需整组重启升级。

2）M-LAG技术：

跨设备链路聚合：双活转发，二层/三层链路利用率均达100%。
设备级冗余：单设备故障不影响业务，支持独立升级。
服务器双活接入：通过LACP实现负载均衡与高可用。

2.3 M-LAG的核心优势

场景	堆叠方案	M-LAG方案
链路利用率	提升二层	提升二/三层
升级影响	整组重启	单设备独立升级
可靠性	控制面耦合，风险集中	控制面分离，风险隔离
适用场景	中小规模网络	中大规模数据中心

M-LAG通过 双活转发、设备级冗余、独立升级 能力，成为数据中心高可靠接入的首选方案，尤其适合：

要求业务零中断升级的场景
需要最大化链路利用率的云环境
对网络可靠性要求苛刻的金融/政务网络

推荐选择：对可靠性要求高的场景，优先采用M-LAG技术。

3.M-LAG的工作原理

3.1M-LAG正常工作场景

3.1.1已知单播流量转发

当M-LAG正常工作时，自用户侧发往网络侧的已知单播流量（图中绿色流量）由M-LAG主备设备形成逐流负载分担，共同进行流量的转发。反之，自网络侧发往用户侧的已知单播流量（图中黄色流量）同样由M-LAG主备设备形成逐流负载分担，共同进行流量的转发。

3.1.2组播、广播和未知单播流量转发

当M-LAG正常工作时，自用户侧发往网络侧的组播、广播和未知单播流量（图中黄色流量）在设备间泛洪扩散。对于可能造成的环路（图中红色），则利用M-LAG的单向隔离机制隔绝由peer-link发往M-LAG成员口的流量。反之，当网络侧发往用户侧的组播、广播和未知单播流量（图中绿色流量）在设备间泛洪扩散时，同样利用单向隔离机制隔绝由peer-link发往M-LAG成员口的流量。

3.2M-LAG故障工作场景

3.2.1上行链路故障

M-LAG接入普通以太网场景，由于M-LAG主设备的上行链路故障，通过M-LAG主设备的流量均经过peer-link链路进行转发。M-LAG接入三层网络场景下，需要在M-LAG主备设备间配置三层逃生链路，使得到达M-LAG主设备的上行流量通过三层逃生链路到达M-LAG备设备。

当故障的上行链路恰好为双主检测链路，此时对于M-LAG正常工作没有影响。一旦peer-link也发生故障，M-LAG出现双主冲突，双主检测又无法进行，此时用户侧发往Master的流量会因为没有上行口而被丢弃。针对这个问题我们可以用管理口作为双主检测链路；也可以配置Monitor-link功能，将M-LAG成员口和上行口关联，一旦上行链路故障会联动M-LAG成员口故障，这样就防止了流量的丢失。

3.2.2M-LAG成员口故障

当M-LAG成员口故障时，用户侧发往网络侧的流量（图中绿色流量）由正常链路负载分担转发，网络侧不感知故障，流量依然发送给双归设备。由于M-LAG成员口故障，双归场景变为单归场景，此时端口隔离机制放开。当M-LAG成员口故障设备收到从网络侧发往用户侧流量（图中黄色流量），会通过peer-link将流量交给正常工作的M-LAG设备转发到用户侧。

当M-LAG成员口故障恢复后，M-LAG成员口UP会触发一次M-LAG系统的MAC表项同步，单归场景恢复为双归场景，流量恢复负载分担转发。

3.2.3 peer-link故障

M-LAG双归接入设备一旦感知peer-link链路状态为Down，会立即通过DAD链路发起一次双主检测。如果在一定时间内未收到对端发布的双主检测报文，则认为对端设备故障。如果收到对端发送的双主检测报文，则认为peer-link故障。

Peer-link故障时，两台M-LAG设备不能同时转发流量，若同时转发流量会出现广播风暴、MAC漂移等问题。因此M-LAG备设备会将除peer-link口、堆叠口和管理网口之外的所有物理接口Error-down。此时，流量都只会从M-LAG主设备转发。

Peer-link故障恢复后，peer-link接口UP，M-LAG系统将重新协商。协商完成后，为保障M-LAG的端口隔离机制生效，除M-LAG成员口以外的其他口恢复UP状态，而M-LAG成员口在4分钟后恢复UP状态。

3.2.4 M-LAG设备故障

M-LAG主设备故障，M-LAG备设备将升级为主，其设备侧Eth-Trunk链路状态仍为UP，流量转发状态不变，继续转发流量。M-LAG主设备侧Eth-Trunk链路状态变为Down，双归场景变为单归场景。

如果是M-LAG备设备发生故障，M-LAG的主备状态不会发生变化，M-LAG备设备侧Eth-Trunk链路状态变为Down。M-LAG主设备侧Eth-Trunk链路状态仍为UP，流量转发状态不变，继续转发流量，双归场景变为单归场景。

M-LAG设备故障恢复时，peer-link先UP，DFS状态重新协商，M-LAG成员口恢复UP，流量恢复负载分担。M-LAG主设备恢复后设备状态仍然为主，M-LAG备设备恢复后设备状态仍然为备。

4.如何实现M-LAG组网

在M-LAG系统中，ServerA、DeviceA和DeviceB进行跨设备链路聚合。DeviceA和DeviceB通过动态交换服务组DFS Group（Dynamic Fabric Service Group）完成M-LAG设备之间的配对，当DeviceA和DeviceB配对成功后会协商出主备关系。在M-LAG正常工作后，DeviceA和DeviceB之间通过peer-link链路实时同步对端信息。而M-LAG的故障检测则主要依赖于双主检测链路（DAD link，Dual-Active Detection link），设备通过双主检测链路定期互发心跳报文。