Узел агрегации

Агрегация каналов (англ. Link aggregation, trunking) или IEEE 802.3ad — технология объединения нескольких физических каналов в один логический. Это способствует не только значительному увеличению пропускной способности магистральных каналов коммутатор—коммутатор или коммутатор—сервер, но и повышению их надежности. Хотя уже существует стандарт IEEE 802.3ad, многие компании еще используют для своих продуктов патентованные или закрытые технологии.

1Описание

Описание

Главное преимущество агрегации каналов в том, что радикально повышается скорость — суммируется скорость всех используемых адаптеров. Так же в случае отказа адаптера трафик посылается следующему работающему адаптеру, без прерывания сервиса. Если же адаптер вновь начинает работать, то через него опять посылают данные.

Использование в параллель несколько Ethernet-адаптеров выглядит так. Допустим есть два адаптера Ethernet: eth0 и eth1. Их можно объединить в псевдо-Ethernet-адаптер eth3. Система распознает эти агрегированные адаптеры как один. Все агрегированные адаптеры настраиваются на один MAC-адрес, поэтому удалённые серверы обращаются с ними как с один адаптером. eth3 можно настроить на один IP адрес, как любой Ethernet адаптер. Из-за этого программы обращаются к нему как к самому обычному адаптеру, скорость которого в два раза выше.

Предшественники

Раньше, до стандарта 802.3ad, был так называемый EtherChannel. Он уступает тем, что требовал настройки на всех коммутаторах. Но плюс его был в том, что он поддерживает разные режимы посылки пакетов, когда 802.3ad поддерживает только стандартный.

Динамическое добавление адаптеров

Так же на некоторых платах поддерживается динамическое добавление адаптеров (Dynamic Adapter Membership), что позволяет динамически подключать и отключать адаптеры из агрегированного адаптера без прерывания сервиса для пользователя.

Dynamic Adapter Membership так же позволяет создавать сеть EtherChannel на один адаптер, и, если он перестанет работать его можно заменить во время работы сервиса.

Можно превратить EtherChannel в IEEE 802.3ad Link Aggregation или наоборот, чтобы пользователи могли поэкспериментировать с этим функционалом без необходимости удалять и восстанавливать EtherChannel.

Стандарт 802.3ad

Стандарт IEEE 802.3ad принят в 2000-ом году. Полное название — «802.3ad Link aggregation for parallel links».

Примером может служить сервер с 12 сетевыми 100-мбитными карточками и свитч, объединяющий эти 12 каналов в один 1.2 гигабитный канал.

802.3ad намного дешевле, чем одна 10-гигабитная плата, но имеет ограничение — максимальная скорость 8 гигабит/сек.

Агрегация каналов позволяет постепенно увеличивать скорость каналов в системе без необходимости покупать разом дорогостоящие новые платы, более быстрые на порядок.

На практике часто возникает ситуация, что кабелей прокладывают больше, чем будет использоваться в ближайшее время. Это делается из-за того, что стоимость работ по прокладке кабеля намного больше, чем стоимость самого кабеля. Компании тем самым избегают платы за прокладку новых кабелей, если такая ситуация возникнет в будущем. Агрегация каналов может использовать эти каналы, увеличивая пропускную способность системы за малую стоимость.

Сетевые карты для скорости передачи данных в 10-гигабит/сек существуют, но пока что дороги и используются только для узкого круга задач. С агрегацией каналов можно создать сеть с пропускной способностью до 8-гигабит/сек, используя намного более дешевые 1-гигабитные коммутаторы.

Эффективность

При использовании 40-50 % портов коммутатора для магистрального канала, обновление коммутатора на другой с большим количеством портов, либо с более высокой скоростью на порт (например новый 10-гигабитный коммутатор), вполне может быть более оправданным решением, нежели простое добавление большего числа коммутаторов. Особенно если старый коммутатор можно использовать в менее загруженной части локальной сети, где быстродействие не так критично.

Агрегация сетевых адаптеров

Агрегация каналов используется не только в коммутаторах. К сетевым адаптерам также можно применять агрегацию каналов.

К сожалению надо отметить, что агрегация адаптеров работает только среди некоторых типов адаптеров одной фирмы. Агрегация устанавливается на уровне драйверов адаптера, то есть ниже уровня операционной системы. Если в будущем предполагается расширение агрегации, то первый адаптер должен иметь возможность объединяться с другими адаптерами. Иначе может быть выгоднее сразу купить новые адаптеры для агрегации, а старые использовать в другом месте.

Использование разных портов и скоростей

Обычно все порты при агрегации должны быть одного типа.

Например, все порты с медным покрытием (CAT-5E/CAT-6), все порты оптоволокна одномодового (SM) или все многомодового (MM).

Так же все порты должны действовать на одной скорости. Возможно объединить 100-мегабитные порты вместе, но объединить 100-мегабитный порт и гигабитный порт скорее всего не получится, хотя по стандарту 802.3ad смешивать порты с разной скоростью допустимо.

Ограничения на агрегацию бюджетных коммутаторов

Некоторые бюджетные коммутаторы обычно имеют 24 или 48 10/100-мбитных портов, и два дополнительных порта для магистрального кабеля. Ожидается, что есть один гигабитный магистральный кабель и второй гигабитный порт передает магистральный канал дальше к следующему коммутатору.

Хотя эти два гигабитных порта могут быть агрегированы в один 2-гигабитный канал, нет способа передать этот двух-гигабитный канал дальше другим коммутаторам. Для сети, где максимальная скорость опорной линии в максимуме два гигабита, такое решение приемлемо, когда можно распределить трафик одним удалённым коммутатором с 24 или 48 10/100-мбитным портами. Так же такое решение приемлемо, когда есть много коммутаторов и есть один гигабитный коммутатор, который передаёт весь трафик с других.

Поддержка агрегации и совместимость между изделиями разных фирм

Большинство решений для гигабитной агрегации основывается на стандарте IEEE 802.3ad, принятом в 2000-ом году. Однако нестандартизованные протоколы других фирм существовали ещё до принятия этого стандарта. Некоторые из них используются до сих пор. Примеры таких протоколов: Cisco EtherChannel trunking, Adaptec’s Duralink trunking, Nortel MLT MultiLink trunking. Эти протоколы в большинстве своём работают исключительно с продукцией одной компании или продукцией одной линии.

В настоящее время большинство производителей выпускают сетевые устройства с поддержкой стандарта IEEE 802.3ad, что в теории должно обеспечивать возможность совместной работы устройств различных марок. На практике же такие сочетания могут быть неработоспособны, поэтому рекомендуется заранее уточнять о возможности совместной работы тех или иных устройств.

Главная•Статьи• Типовые схемы применения модулей MLaxLink

Типовые схемы применения модулей MLaxLink

           Применение оптического кабеля для соединения двух зданий.

Очень распространенная задача у операторов связи.

Естественно, следует максимально стремиться в схеме “звезда”, так как сеть по этой схеме обладает наибольшей надежностью и пропускной способностью, но многие компании используют прием прямого соединения.

В этом случае стараются выбрать наиболее дешевое решение, так как требования к приемопередатчикам минимальны. Наиболее логичный выбор в этом случае – ML-10Tи R (ML-10TLCи RLC).

На каждом из домов установлен коммутатор с портами SFP, в них устанавливаются модули ML-10T(LC) с одной и ML-10R(LC) с другой стороны.

Построение разветвленной оптической сети в микрорайоне.

Пример небольшой системы показан на рисунке ниже. По микрорайону протягиваются оптические кабели. Некоторые дома (они отмечены на рисунке цифрой 1) являются “узловыми”, они соединены с центральными узлами кабелями с большим количеством волокон. Часть волокон используется для подключения этих домов, а остальная часть соединяется с кабелями, идущими к другим домам, как бы “транзитом”. Система строится таким образом, что к каждому зданию подходит индивидуально оптическое волокно. Схема “звезда” наиболее надежна и обладает наибольшей пропускной способностью.

В этом случае модули ML-10T и Rтоже применимы, но многие компании выбирают 20-километровые ML-30Tи R(ML-30TLCи RLC).. Основное причиной такого выбора является больший оптический бюджет (то затухание сигнала, после которого модуль еще может воспринять сигнал) этих модулей. Следует помнить, что сигнал теряется не только внутри оптического волокна, но и на сварках и особенно разъёмах. Каждая центральная точка содержит как минимум два разъемных соединения, а это значительные потери.

В центральной точке, ее традиционно называют “узлом агрегации”, устанавливается коммутатор с большим количеством SFPпортов, а в зданиях используются коммутаторы уровня “distribution”, обычно обладающие несколькими портами SFP. В коммутатор “агрегации” устанавливаются модули ML-30T(LC), а в коммутатор “distribution” ML-30R(LC). Можно поменять местами Rи T и получить полностью аналогичное решение.

Соединение “узлов агрегации” с “ядром” сети.

Все “узлы агрегации” обычно соединяют с центральными устройствами сети, так называемым “ядром”. Для этого используют более скоростные соединения, обычно 10Gили 40G. Чтобы лучше представлять место этого соединения в сложной сети, посмотрите картинку ниже.

Для создания таких соединений MLaxLinkрекомендует два варианта решения. Первое для двух волокон на модуле ML-P10, второе на модулях WDMML-P20Tи R, или ML-12XTTи R. В отличие от скоростей 1Gмодулей SFP, в модулях 10Gсуществует большая разница в стоимости решений для двух волокон и для одного волокна, разница, примерно в два раза. Если у вас есть в наличии два волокна, и расстояние не очень велико, то дешевле использовать именно два волокна, в других случаях Mlaxlink рекомендует ML-P20Tи ML-P20R, или ML-12XTTи R.

Соединение устройств на небольших расстояниях.

На небольших расстояниях, к примеру, в пределах одной коммутационной комнаты обычно реализуют на скоростях 10G. Для этого рекомендуется использовать модули для многомодового кабеля, как наиболее бюджетное решение. Модули ML-XTMMи ML-P03MMработают до 300 метров на волокне OM3 и до 55 метров на волокне OM2. Даже 55 метров хватает для соединения устройств, расположенных в пределах одного помещения. Так как эти два модуля отличаются только интерфейсом, мы можете соединять устройства с разными интерфейсами. Также при помощи переходных устройств c X2 и XENPAK вы можете комбинировать между собой любые интерфейсы 10G.

Для правильного выбора устройств, воспользуйтесь таблицей ниже.

XFP

SFP+

XENPAK

X2

XFP

ML-XTMM+ ML-XTMM

ML-XTMM+ P03MM

(ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM + ML-XTMM

(ML-X2-SFP+) + ML-P03MM + ML-XTMM

SFP+

ML-XTMM+ P03MM

ML-P03MM+ ML-P03MM

(ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM + ML-P03MM

(ML-X2-SFP+) + ML-P03MM + ML-P03MM

XENPAK

ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM + ML-XTMM

ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM + ML-P03MM

ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM + + ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM

ML-X2-SFP+) + ML-P03MM+ (ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM

X2

(ML-X2-SFP+) + ML-P03MM + ML-XTMM

(ML-X2-SFP+) + ML-P03MM + ML-P03MM

ML-X2-SFP+) + ML-P03MM+ (ML-XENPAK-SFP+) + ML-P03MM

ML-X2-SFP+) + ML-P03MM + ML-X2-SFP+) + ML-P03MM

 

 

Настройка протокола EtherChanel

EtherChannel — технология, которая является составляющей частью Cisco IOS на протяжении многих лет, соответственно ваше оборудование поддерживает ее с большой вероятностью. Найдите время для того чтобы взять пору коммутаторов и попробовать настроить EtherChannel.

Для успешной настройки EtherChannel, необходимо уяснить несколько пунктов, которые позволят Вам избежать проблем :

  • Максимальное количество физических портов формирующих логический канал (Port-Channel) составляет 8.

  • Типы портов участвующих в объединении (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) должны быть строго одинаковы.
  • Скорость и дуплекс всех участвующих портов также должны совпадать.

  • Естественно не забудьте убедится, что команда no shutdown введена в настройки интерфенйсов

  • После создания виртуального порта все настройки switchport рекомендуется менять через контекст Port-Channel, а не в настройках каждого из интерфейсов. Необходимо убедится, что следующие настройки switchport каждого интерфейса состоящего в Port-Channel совпадают:

    • Allowed VLAN list

    • STP path cost

    • STP port priority

    • STP PortFast settings

    • EtherChannel groups

Cisco GigaStack, FlexStack, и другие проприетарные стековые подключения не могут использоваться в EtherChannel. Используйте только стандартные сетевые порты.

Итак, базовый процесс настройки EtherChannel:

  1. Подключитесь к консоли свича.

    Можно использовать Telnet, SSH а также консольный порт.

  2. Перейдите в привилегированный режим

    Switch1> enable

  3. Перейдите в режим глобальной конфигурации.

    Switch1# configure terminal

  4. Перейдите в режим настройки диапазона портов (interface range).

    Switch1(config)# interface range fasttethernet0/1 -2

  5. Установите необходимые параметры switchport (в данном примере у нас acces порт в десятом vlan)

    Switch1(config-if-range)# switchport mode access Switch1(config-if-range)# switchport access vlan 10

  6. Следующей командой вы определяете два важных параметра, такие как номер портгруппы (Port-Channel) в которой будут наши интерфейсы, а также параметры протокола автосогласования (PAgP или LACP)

    Switch1(config-if-range)# channel-group 5 mode desirable

  7. Теперь настройка одного из коммутаторов завершена.

Mode Protocol Description
Auto PAgP Включает PAgP.
Коммутатор пассивно ожидает подключения по PAgP со стороны соседа.
Desirable PAgP Включает PAgP.
Коммутатор активно пытается подключится к соседу.
On EtherChannel Создания EtherChannel без использования протоколов
автосогласования. Подключение будет установлено только в случае,
если со стороны соседа настроен аналогичный режим.
Active LACP Включает LACP.
Коммутатор активно пытается подключится к соседу.
Passive LACP Включает LACP.
Коммутатор пассивно ожидает подключения со стороны соседа.

Исходя из таблицы не совсем ясно в чем разница протоколов LACP и PAgP и зачем они вообще нужны.

Основное отличие между протоколами состоит в том, что PAgP является проприетарным протоколом Cisco, а LACP открытый протокол который используется на оборудовании других вендоров. Коммутаторы Cisco поддерживают оба протокола.
Назначение протоколов автосогласования в основном сводится к тому, чтобы обойти ограничения на максимальное количество физических каналов используемых в порт-группе (при соответствующей конфигурации, если один из восьми каналов выходит из строя, протокол автосогласования подключает вместо него другой канал).

Дополнительно приведем листинг настройки коммутаторов:

SW1:

Switch1> enable Switch1# configure terminal Switch1(config)# interface range fasttethernet0/1 -2 Switch1(config-if-range)# switchport mode access Switch1(config-if-range)# switchport access vlan 10 Switch1(config-if-range)# channel-group 5 mode desirable Switch1(config-if-range)# end

SW2:

Switch2> enable Switch2# configure terminal Switch2(config)# interface range fasttethernet0/1 -2 Switch2(config-if-range)# switchport mode access Switch2(config-if-range)# switchport access vlan 10 Switch2(config-if-range)# channel-group 2 mode auto Switch2(config-if-range)# end

Заметьте, что номер channel-group не должен совпадать на обоих коммутаторах и имеет только локальное значение.
В нашем примере по виртуальному интерфейсу PortChannel будет передаваться только трафик vlan 10.

Для того, чтобы передавать трафик нескольких vlan необходимо перевести интерфейс Port-Channel 5 на SW1 и интерфейс Port-Channel 2 на SW2 в режим trunk.

Добавить комментарий

Закрыть меню