LACP网络协议帧

LACP网络协议帧
基于IEEE802.3ad标准的LACP（Link Aggregation Control Protocol），链路汇聚控制协议是一种实现链路动态聚合与解聚合的协议。LACP协议通过LACPDU（Link Aggregation Control Protocol Data Unit）与对端交互信息。LACPDU帧为慢协议（平均每秒发送的协议报文不超过5个），如果接口板收到报文的DMAC是特殊的组播地址0x01-80-c2-00-00-02，二层协议类型字段为0x8809，协议子类型为0x01，则说明此数据报文为LACPDU帧。

一、 LACPDU格式

+-------------------------------+
   |     Destination Address       |
   +-------------------------------+
   |        Source Address         |
   +-------------------------------+
   |         Length/Type           |
   +-------------------------------+
   |        Subtype = LACP         |
   +-------------------------------+
   |       Version Number          |
   +-------------------------------+
   | TLV_type = Actor Information  |
   +-------------------------------+
   | Actor_Information_Length = 20 |
   +-------------------------------+
   |    Actor_System_Priority      |
   +-------------------------------+
   |        Actor_System           |
   +-------------------------------+
   |        Actor_key              |
   +-------------------------------+
   |      Actor_Port_Priority      |
   +-------------------------------+
   |         Actor_Port            |
   +-------------------------------+
   |         Actor_State           |
   +-------------------------------+
   |          Reserved             |
   +-------------------------------+
   | TLV_Type=Partner Information  |
   +-------------------------------+
   | Partner_Information_length=20 |
   +-------------------------------+
   |    Partner_System_Priority    |
   +-------------------------------+
   |       Partner_System          |
   +-------------------------------+
   |        Partner_Key            |
   +-------------------------------+
   |     Partner_Port_Priority     |
   +-------------------------------+
   |         Partner_Port          |
   +-------------------------------+
   |         Partner_State         |
   +-------------------------------+
   |           Reserved            |
   +-------------------------------+
   | TLV_type=Collector Information|
   +-------------------------------+
   |Collector_Information_Length=16|
   +-------------------------------+
   |      CollectorMaxDelay        |
   +-------------------------------+
   |            Reserved           |
   +-------------------------------+
   |      TLV_type = Terminator    |
   +-------------------------------+
   |     Terminator_Length=0       |
   +-------------------------------+
   |            Reserved           |
   +-------------------------------+
   |               FCS             |
   +-------------------------------+

二、 LACPDU格式字段释义

字段	长度	说明
Destination Address	6字节	目的MAC地址，是一个组播地址（01-80-C2-00-00-02）。
Source Address	6字节	源MAC地址，发送端口的MAC地址。
Length/Type	2字节	协议类型：0x8809。
Subtype	1字节	报文子类型：0x01，说明是LACP报文。
Version Number	1字节	协议版本号：0x01。
TLV_type = Actor Information	1字节	标识TLV的类型，值为0x01代表Actor字段。
Actor_Information_Length	1字节	actor信息字段长度，取值为20（即0x14），以字节为单位。
Actor_System_Priority	2字节	本端系统优先级，可以设置，默认情况下为32768(即0x8000)。
Actor_System	6字节	系统ID，本端系统的MAC地址。
Actor_key	2字节	端口KEY值，系统根据端口的配置生成，是端口能否成为聚合组中的一员的关键因素，影响Key值的因素有trunk ID、接口的速率和双工模式。
Actor_Port_Priority	2字节	接口优先级，可以配置，默认为0x8000。
Actor_Port	2字节	端口号，根据算法生成，由接口所在的槽位号、子卡号和端口号决定。
Actor_State	1字节	本端状态信息，比特0~7的含义分别为： LACP_Activity：代表链路所在的聚合组参与LACP协商的方式。主动的LACP被编码为1，主动方式下会主动发送LACPDU报文给对方，被动方式不会主动发送协商报文，除非收到协商报文才会参与。 LACP_Timeout：代表链路接收LACPDU报文的周期，有两种，快周期1s和慢周期30s，超时时间为周期的3倍。短超时被编码为1，长超时被编码为0。 Aggregation：标识该链路能否被聚合组聚合。如果编码为0，该链路被认为是独立的，不能被聚合，即，这个链路只能作为一个个体链路运行。 Synchronization：代表该链路是否已被分配到一个正确的链路聚合组，如果该链路已经关联了一个兼容的聚合器，那么该链路聚合组的识别与系统ID和被发送的运行Key信息是一致的。编码为0，代表链路当前不在正确的聚合里。 Collecting：帧的收集使能位，假如编码为1，表示在这个链路上进来的帧的收集是明确使能的；即收集当前被使能，并且不期望在没有管理变化或接收协议信息变化的情况下被禁止。其它情况下这个值编码为0。 Distributing：帧的分配使能位，假如编码为0，意味着在这个链路上的外出帧的分配被明确禁止，并且不期望在没有管理变化或接收协议信息变化的情况下被使能。其它情况下这个值编码为1。 Default：诊断调试时使用，编码为1，代表接收到的对端的信息是管理配置的。假如编码为0，正在使用的运行伙伴信息在接收到的LACPDU里。该值不被正常LACP协议使用，仅用于诊断协议问题。 Expired：诊断调试时使用，编码为1，代表本端的接收机是处于EXPIRED超时状态；假如编码为0，本端接收状态机处于正常状态。该值不被正常LACP协议使用，仅用于诊断协议问题。
Reserved	3字节	保留字段，可用于功能调试以及扩展。
TLV_type = Partner Information	1字节	标识TLV的类型，值为0x02代表Partner字段。
Partner_Information_Length	1字节	Partner信息字段长度，取值为20（即0x14），以字节为单位。 Partner字段代表了链路接口接收到对端的系统信息、接口信息和状态信息，与actor字段含义一致。在协商最开始未收到对端信息时，partner字段填充0，接收到对端信息后会把收到的对端信息补充到partner字段当中。
Partner_System_Priority	2字节	对端系统优先级。
Partner_System	6字节	对端系统ID，对端系统的MAC地址。
Partner_key	2字节	对端端口KEY值。
Partner_Port_Priority	2字节	对端接口优先级。
Partner_Port	2字节	对端端口号。
Partner_State	2字节	对端状态信息。
Reserved	3字节	保留字段，可用于功能调试以及扩展。
TLV_type = Collector Information	1字节	标识TLV的类型，值为0x03代表Collector字段。
Collector_Information_Length	1字节	Collector信息字段长度，取值为16（即0x10），以字节为单位。
CollectorMaxDelay	2字节	最大延时，以10微秒为单位。
Reserved	12字节	保留字段，可用于功能调试以及扩展。
TLV_type = Terminator Information	1字节	标识TLV的类型，值为0x00代表Terminator字段。
Terminator_Length	1字节	Terminator信息字段长度，取值为0（即0x00）。
Reserved	50字节	保留字段，全置0，接收端忽略此字段。
FCS	4字节	用于帧内后续字节差错的循环冗余检验（也称为FCS或帧检验序列）。

三、LACPDU报文示例

Frame 1: 128 bytes on wire (1024 bits), 128 bytes captured (1024 bits)
    Arrival Time: Jul  6, 2011 15:51:27.199195000
    Epoch Time: 1309938687.199195000 seconds
    [Time delta from previous captured frame: 0.000000000 seconds]
    [Time delta from previous displayed frame: 0.000000000 seconds]
    [Time since reference or first frame: 0.000000000 seconds]
    Frame Number: 1
    Frame Length: 128 bytes (1024 bits)
    Capture Length: 128 bytes (1024 bits)
    [Frame is marked: False]
    [Frame is ignored: False]
    [Protocols in frame: eth:slow]
    [Coloring Rule Name: Broadcast]
    [Coloring Rule String: eth[0] & 1]
Ethernet II, Src: HuaweiTe_3f:17:8f (00:18:82:3f:17:8f), Dst: Slow-Protocols (01:80:c2:00:00:02)
    Destination: Slow-Protocols (01:80:c2:00:00:02)
        Address: Slow-Protocols (01:80:c2:00:00:02)
        .... ...1 .... .... .... .... = IG bit: Group address (multicast/broadcast)
        .... ..0. .... .... .... .... = LG bit: Globally unique address (factory default)
    Source: HuaweiTe_3f:17:8f (00:18:82:3f:17:8f)
        Address: HuaweiTe_3f:17:8f (00:18:82:3f:17:8f)
        .... ...0 .... .... .... .... = IG bit: Individual address (unicast)
        .... ..0. .... .... .... .... = LG bit: Globally unique address (factory default)
    Type: Slow Protocols (0x8809)
Link Aggregation Control Protocol
    Slow Protocols subtype: LACP (0x01)
    LACP Version Number: 0x01
    Actor Information: 0x01
    Actor Information Length: 0x14
    Actor System Priority: 100
    Actor System: HuaweiTe_3f:17:8f (00:18:82:3f:17:8f)
    Actor Key: 6449
    Actor Port Priority: 100
    Actor Port: 1811
    Actor State: 0x3d (Activity, Aggregation, Synchronization, Collecting, Distributing)
        .... ...1 = LACP Activity: Yes
        .... ..0. = LACP Timeout: No
        .... .1.. = Aggregation: Yes
        .... 1... = Synchronization: Yes
        ...1 .... = Collecting: Yes
        ..1. .... = Distributing: Yes
        .0.. .... = Defaulted: No
        0... .... = Expired: No
    Reserved: 000000
    Partner Information: 0x02
    Partner Information Length: 0x14
    Partner System Priority: 1
    Partner System: HuaweiTe_93:e1:98 (28:6e:d4:93:e1:98)
    Partner Key: 6449
    Partner Port Priority: 100
    Partner Port: 260
    Partner State: 0x0f (Activity, Timeout, Aggregation, Synchronization)
        .... ...1 = LACP Activity: Yes
        .... ..1. = LACP Timeout: Yes
        .... .1.. = Aggregation: Yes
        .... 1... = Synchronization: Yes
        ...0 .... = Collecting: No
        ..0. .... = Distributing: No
        .0.. .... = Defaulted: No
        0... .... = Expired: No
    Reserved: 000000
    Collector Information: 0x03
    Collector Information Length: 0x10
    Collector Max Delay: 65535
    Reserved: 000000000000000000000000
    Terminator Information: 0x00
    Terminator Length: 0x00
    Reserved: 000000000000000000000000000000000000000000000000...

四、LACP报文参考标准

标准	描述
IEEE 802.3ad	IEEE Standard for Information Technology - Local and Metropolitan Area Networks - Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications-Aggregation of Multiple Link Segments

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