Агрегирование каналов связи

Агрегирование каналов связи (Link Aggregation) – это объединение нескольких физических портов в одну логическую магистраль на канальном уровне модели OSI с целью образования высокоскоростного канала передачи данных и повышения отказоустойчивости.

В отличие от протокола STP, все избыточные связи в одном агрегированном канале остаются в рабочем состоянии, а имеющийся трафик распределяется между ними для достижения балансировки нагрузки. При отказе одной из линий, входящих в такой логический канал, трафик распределяется между оставшимися линиями.

Рис. 5.19. Пример агрегированного канала связи между коммутаторами

Включенные в агрегированный канал порты называются членами группы агрегирования (Link Aggregation Group).

Один из портов в группе выступает в качестве мастера-порта (master port). Так как все порты агрегированной группы должны работать в одном режиме, конфигурация мастера-порта распространяется на все порты в группе. Таким образом, при конфигурировании портов в группе агрегирования достаточно настроить мастер-порт.

Важным моментом при реализации объединения портов в агрегированный канал является распределение трафика по ним. Если пакеты одного сеанса будут передаваться по разным портам агрегированного канала, то может возникнуть проблема на более высоком уровне модели OSI. Например, если два или более смежных кадров одного сеанса станут передаваться через разные порты агрегированного канала, то из-за неодинаковой длины очередей в их буферах может возникнуть ситуация, когда из-за неравномерной задержки передачи кадра, более поздний кадр обгонит своего предшественника. Поэтому в большинстве реализаций механизмов агрегирования используются методы статического, а не динамического распределения кадров по портам, т.е. закрепление за определенным портом агрегированного канала потока кадров определенного сеанса между двумя узлами. В этом случае все кадры будут проходить через одну и ту же очередь, и их последовательность не изменится. Обычно при статическом распределении выбор порта для конкретного сеанса выполняется на основе выбранного алгоритма агрегирования портов, т.е. на основании некоторых признаков поступающих пакетов. В коммутаторах D-Link поддерживается 9 алгоритмов агрегирования портов:

1. mac_source –МАС-адрес источника;

2. mac_destination – МАС-адрес назначения;

3. mac_source_dest – МАС-адрес источника и назначения;

4. ip_source – IP-адрес источника;

5. ip_destination – IP-адрес назначения;

6. ip_source_dest – IP-адрес источника и назначения;

7. l4_src_port – TCP/UDP-порт источника;

8. l4_dest_port – TCP/UDP-порт назначения;

9. l4_src_dest_port – TCP/UDP-порт источника и назначения.

В коммутаторах D-Link по умолчанию используется алгоритм mac_source (МАС-адрес источника).

Рис. 5.27. Распределение потоков данных по каналам агрегированной линии связи для алгоритма mac_source_dest

Объединение каналов следует рассматривать как вариант настройки сети, используемый преимущественно для соединений «коммутатор – коммутатор» или «коммутатор – файл-сервер», требующих более высокой скорости передачи, чем может обеспечить одиночная линия связи. Также эту функцию можно применять для повышения надежности важных каналов связи. В случае повреждения линии связи объединенный канал быстро перенастраивается (не более чем за 1 сек.), а риск дублирования и изменения порядка кадров незначителен.

Программное обеспечение коммутаторов D-Link поддерживает два типа агрегирования каналов связи:

· статическое;

· динамическое, на основе стандарта IEEE 802.3ad (LACP).

При статическом агрегировании каналов (установлено по умолчанию), все настройки на коммутаторах выполняются вручную, и они не допускают динамических изменений в агрегированной группе.

Для организации динамического агрегирования каналов между коммутаторами и другими сетевыми устройствами используется протокол управления агрегированным каналом – Link Aggregation Control Protocol (LACP). Протокол LACP определяет метод управления объединением нескольких физических портов в одну логическую группу и предоставляет сетевым устройствам возможность автосогласования каналов (их добавления или удаления), путем отправки управляющих кадров протокола LACP непосредственно подключенным устройствам с поддержкой LACP. Пакеты LACP отправляются устройством через все порты, на которых активизирован протокол. Порты, на которых активизирован протокол LACP, могут быть настроены для работы в одном из двух режимов: активном (active)или пассивном (passive). При работе в активном режиме порты выполняют обработку и рассылку управляющих кадров протокола LACP. При работе в пассивном режиме порты выполняют только обработку управляющих кадров LACP.

Для того чтобы динамический канал обладал функцией автосогласования, рекомендуется порты, входящие в агрегированную группу, с одной стороны канала настраивать как активные, а с другой – как пассивные.

Следует отметить, что у портов, объединяемых в агрегированный канал, нижеперечисленные характеристики должны обладать одинаковыми настройками:

· тип среды передачи;

· скорость;

· режим работы – полный дуплекс;

· метод управления потоком (Flow Control).

При объединении портов в агрегированный канал на них не должны быть настроены функции аутентификации 802.1Х, зеркалирования трафика и блокировки портов.