LAG (Link Aggregation Group)
LAG (група агрегації каналів) - це технологія, яка дозволяє об'єднати кілька фізичних портів в один логічний канал для підвищення пропускної здатності та забезпечення відмовостійкості. Використання LAG дозволяє об'єднати декілька Ethernet-портів між двома комутаторами або між комутатором і сервером, щоб створити один високошвидкісний логічний канал.
Основні функції LAG:
Підвищення пропускної здатності: Об'єднання кількох каналів збільшує загальну пропускну здатність логічного каналу.
Відмовостійкість: Якщо один з фізичних портів виходить з ладу, трафік перенаправляється через інші канали в групі.
LACP (Link Aggregation Control Protocol)
LACP (протокол управління агрегацією каналів) - є частиною стандарту IEEE 802.3ad (нині IEEE 802.1AX) і використовується для автоматичного створення та управління LAG. LACP дозволяє двом пристроям автоматично узгоджувати та налаштовувати агрегацію каналів.
Режими агрегації посилань:
Активний: для створення з’єднання LACP цей інтерфейс продовжує активно надсилати пакети.
Пасивний: З іншого боку, у пасивному режимі інтерфейс може давати відповідь на LACP, але не може ініціювати сам себе.
Основні функції LACP:
Автоматичне узгодження: Дозволяє пристроям автоматично визначати, які порти можуть бути об'єднані в LAG, і налаштовувати їх.
Моніторинг стану: LACP постійно відстежує стан фізичних портів і може автоматично відключати або додавати канали до групи, якщо виникають проблеми.
Структура LACP пакету
LACP пакети передаються як спеціальні кадри протоколу Slow Protocols (тип EtherType 0x8809). Структура LACP кадру включає кілька обов'язкових полів:
Destination MAC Address (6 байтів): Завжди встановлений на мультикастовий адрес 01-80-C2-00-00-02.
Source MAC Address (6 байтів): MAC-адреса відправника.
EtherType (2 байти): 0x8809, вказує, що це кадр Slow Protocol.
Subtype (1 байт): 0x01, вказує, що це LACP кадр.
Version (1 байт): 0x01, вказує версію LACP.
Actor Information (20 байтів): Містить інформацію про пристрій, який ініціював LACP.
System Priority (2 байти): Пріоритет системи відправника.
System MAC Address (6 байтів): MAC-адреса системи відправника.
Key (2 байти): Унікальний ідентифікатор каналу.
Port Priority (2 байти): Пріоритет порту.
Port Number (2 байти): Номер порту.
State (1 байт): Стан актора (наприклад, активний, синхронізований тощо).
Reserved (5 байтів): Зарезервовані байти.
Partner Information (20 байтів): Містить інформацію про пристрій-партнер.
Аналогічні поля, як і в Actor Information.
Collector Information (16 байтів): Інформація про збори статистики.
Max Delay (2 байти): Максимальна затримка.
Reserved (14 байтів): Зарезервовані байти.
Terminator (1 байт): Завершальний символ 0x00.
Reserved (1 байт): Зарезервований байт.
Детальний опис полів
System Priority: Використовується для визначення пріоритету системи у разі конфлікту.
System MAC Address: Унікальна адреса системи, що використовує LACP.
Key: Визначає, які порти можуть бути об'єднані в агрегований канал.
Port Priority: Визначає пріоритет порту у разі конфлікту.
Port Number: Номер порту, який бере участь у LACP.
State: Показує стан порту у LACP (наприклад, активний або пасивний, синхронізований тощо).
Відмінності між LAG та LACP
Характеристика | Статичний LAG | Динамічний LAG (LACP) |
|---|---|---|
Налаштування | Вручну | Автоматично за допомогою протоколу LACP |
Автоматичне узгодження | Немає | Є (використовується LACP) |
Відстеження стану каналів | Вручну або через SNMP | Автоматично через LACP |
Гнучкість | Менш гнучкий (фіксована конфігурація) | Більш гнучкий (динамічне додавання/видалення каналів) |
Сумісність | Обидва кінці мають бути налаштовані однаково | Підтримка різних виробників завдяки стандарту IEEE 802.3ad |
Приклади практичного застосування агрегації каналів
Дата-центри
Сценарій: Об'єднання кількох фізичних інтерфейсів між серверами, комутаторами та мережевими пристроями для підвищення пропускної здатності та забезпечення безперервної роботи.
Реалізація: Використання LAG/LACP для об'єднання портів на комутаторах та серверах. Наприклад, комутатори від Cisco, Juniper, Arista можуть використовувати LACP для об'єднання декількох 10GbE або 40GbE портів у один логічний канал.
Корпоративні мережі
Сценарій: Забезпечення високої пропускної здатності та відмовостійкості між будівлями або відділами в організації.
Реалізація: Використання LAG/LACP для об'єднання декількох портів між основними комутаторами або маршрутизаторами у мережевій інфраструктурі компанії, що дозволяє підтримувати високу продуктивність і стабільність мережі.
Підключення серверів у кластері
Сценарій: Підключення кількох серверів у кластері для забезпечення високої пропускної здатності між ними.
Реалізація: Використання LAG/LACP для об'єднання кількох мережевих інтерфейсів на серверах у кластері для створення єдиного високошвидкісного з'єднання. Це дозволяє збільшити пропускну здатність і забезпечити відмовостійкість.
Хмарні середовища та віртуалізація
Сценарій: Використання віртуальних машин або контейнерів, які потребують високої пропускної здатності та надійності.
Реалізація: Використання LAG/LACP для об'єднання фізичних мережевих інтерфейсів хостів у віртуалізованому середовищі, таких як VMware vSphere або Microsoft Hyper-V, для забезпечення високої пропускної здатності та надійності з'єднань між віртуальними машинами.
Організація Wi-Fi мереж у великих приміщеннях
Сценарій: Підключення кількох точок доступу для забезпечення покриття Wi-Fi у великих приміщеннях, таких як офіси, готелі або торгові центри.
Реалізація: Використання LAG/LACP для об'єднання кількох мережевих інтерфейсів на комутаторах, до яких підключені точки доступу. Це забезпечує стабільне з'єднання з високою пропускною здатністю для великої кількості клієнтів.
Організація мультимедійних потоків
Сценарій: Трансляція великої кількості відео або аудіо потоків у реальному часі.
Реалізація: Використання LAG/LACP для об'єднання кількох мережевих інтерфейсів між серверами та комутаторами для забезпечення високої пропускної здатності та безперебійної передачі мультимедійних даних
Налаштування LAG та LACP в Cisco Packet Tracer
Налаштування статичного LAG (Switch1-Switch2)
Switch1
Switch1> enable
Switch1# configure terminal
Switch1(config)# interface range fastethernet 0/1 - 2
Switch1(config-if-range)# channel-group 1 mode on
Switch1(config-if-range)# exit
Switch1(config)# interface port-channel 1
Switch1(config-if)# switchport mode trunk
Switch1(config-if)# exit
Switch1(config)# exit
Switch1# write memorySwitch2
Switch2> enable
Switch2# configure terminal
Switch2(config)# interface range fastethernet 0/1 - 2
Switch2(config-if-range)# channel-group 1 mode on
Switch2(config-if-range)# exit
Switch2(config)# interface port-channel 1
Switch2(config-if)# switchport mode trunk
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# exit
Switch2# write memoryНалаштування динамічного LAG (Switch2-Switch3)
Switch2
Switch2> enable
Switch2# configure terminal
Switch2(config)# interface range fastethernet 0/3 - 4
Switch2(config-if-range)# channel-group 2 mode active
Switch2(config-if-range)# exit
Switch2(config)# interface port-channel 2
Switch2(config-if)# switchport mode trunk
Switch2(config-if)# exit
Switch2(config)# exit
Switch2# write memorySwitch3
Switch3> enable
Switch3# configure terminal
Switch3(config)# interface range fastethernet 0/1 - 2
Switch3(config-if-range)# channel-group 1 mode active
Switch3(config-if-range)# exit
Switch3(config)# interface port-channel 1
Switch3(config-if)# switchport mode trunk
Switch3(config-if)# exit
Switch3(config)# exit
Switch3# write memory
