Разработка алгоритма конфигурирования агрегации на коммутаторе

1. Введение

В сетевых системах задействованы различные технологии, обеспечивающие увеличение эффективности работы сетевых систем, а также их надежности. В статье мы разберем построение алгоритма конфигурирования агрегации каналов связи.

Цель: Разработка алгоритма агрегации каналов связи на различных коммутаторах.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить ряд задач:

1. Дать определение понятию «агрегации каналов связи»;
2. Разработать общий алгоритм агрегирования каналов связи на коммутаторе;
3. Разработать алгоритм конфигурирования каналов связи на коммутаторах различных вендоров;
4. Построить сравнительную таблицу на основе полученных данных.

2. Теоретическая часть

2.1. Понятие «агрегации» каналов связи

Агрегация каналов связи – технология, основанная на объединении нескольких физических портов в один логический, позволяющая сформировать высокоскоростной канал связи для обеспечения большей надежности передачи данных.

2.2. Типы агрегации:

Статическая агрегация каналов связи – тип агрегации, при которой настройки выполняются вручную, динамические изменения в агрегированной группе не допускаются.

К достоинствам настройки такого типа относится отсутствие задержки при поднятии интерфейса. Однако, отсутствие согласования настроек с удаленной стороной приводит к ошибкам, например, образованию петель.

Динамическое агрегирование – тип агрегации, при которой для общения удаленных сторон между собой задействуется Link Aggregation Control Protocol (LACP)

LACP – протокол канального уровня, задающая способ объединения нескольких физических интерфейсов в одну логическую магистраль и предоставляющая коммутаторам автоматического согласования настроек взаимодействующих интерфейсов. Работа сетевых интерфейсов, использующих такой протокол, возможна в 2 режимах: активном (инициирует соединение) и пассивном (ожидает другой конец для инициации соединения).

Преимуществами такой настройки является согласование конфигурации с удаленной стороной (позволяет избежать различные ошибки, в том числе формирование петель), агрегация большего количества портов при поддержке standby-интерфейсов. Главным недостатком такого типа агрегации является некоторая задержка в работе канала после поднятия интерфейса или изменения текущей конфигурации[4].

Алгоритм алгоритма конфигурирования агрегации каналов связи на коммутаторах имеет следующий вид (отметим, что перед настройкой все интерфейсы отключены и не настроены):

Рисунок 1. Общий алгоритм конфигурирования агрегации каналов связи на коммутаторе на канальном уровне

3. Практическая часть

3.1. Составление алгоритма конфигурирования агрегации каналов связи на коммутаторах Cisco

Алгоритмы конфигурирования агрегации каналов связи на коммутаторах Cisco выглядят следующим образом[2]:

3.1.1. Static

Switch#configure terminal // Вход в режим глобальной конфигурации

Switch(config)#interface range f0/1-2 // Настройка группы физических интерфейсов

Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode on // Создание логического интерфейса и привязка группы физических интерфейсов к нему

Switch(config-if-range#)no sh // Включение физических интерфейсов

Switch(config-if-range)# exit // Выход из настройки агрегированной группы

Switch(config)# port-channel load-balance src-dst-mac // Установление балансировки нагрузки трафика по MAC-адресам источника и назначения

Switch(config)# exit // Выход из режима глобальной конфигурации

Switch# copy running-config startup-config // Сохранение конфигурации

Рисунок 2. Порты на коммутаторе Cisco до настройки

Рисунок 3. Созданная группа Static на коммутаторе Cisco

Рисунок 4. Подробная информация о созданной группе на коммутаторе Cisco

3.1.2. LACP

Switch#configure terminal // Переход в режим глобальной конфигурации

Switch(config)#interface range fo/1-2 // Переход в режим настройки группы физических интерфейсов

Switch(config-if-range)# channel-group 1 mode active // Создание логического интерфейса и привязка группы физических интерфейсов к нему (active говорит об использовании протокола LACP при динамической агрегации)

Switch(config-if-range)# no sh // Включение группы физических интерфейсов

Switch(config-if-range)# exit // Выход из режима настройки агрегированных физических интерфейсов

Switch(config)#port-channel load-balance src-dst-mac // Установление балансировки нагрузки трафика по MAC-адресам источника и назначения

Switch(config)#exit // Выход из режима глобальной конфигурации

Switch#copy running-config startup-config // Сохранение конфигурации

Рисунок 5. Созданная группа по протоколу LACP

Рисунок 6. Подробная информация о созданной группе на коммутаторе Cisco

Рисунок 7. Информация о портах в логических группах

3.2. Составление алгоритма конфигурирования агрегации каналов связи на коммутаторах Eltex

Алгоритмы конфигурирования каналов агрегации каналов связи на коммутаторах от Eltex выглядят следующим образом[3]:

3.2.1. LACP

console# configure // Переход в режим глобальной конфигурации

сonsole(config)# set port-channel enable // Глобальное включение LAG на коммутаторе

console(config)# interface range fa 0/1-2 // Переход в режим настройки группы физических интерфейсов

console(config-if)# no shutdown // Включение группы физических интерфейсов

console(config-if)#channel-group 1 mode active // Создание логического интерфейса для динамической агрегации

console(config-if)# exit // Выход из режима настройки логического интерфейса

console(config)#port-channel load-balance src-dest-mac // Балансировка нагрузки трафика по MAC-адресам источника и назначения

console(config)#exit // Выход из режима глобальной конфигурации

console# write // Сохранение конфигурации

Рисунок 8. Порты на коммутаторе Eltex

Рисунок 9. Настроенные порты и группы по протоколу LACP на коммутаторе Eltex

3.2.2. Static (LAG)

console#configure // Вход в режим глобальной конфигурации

console(config)#set port-channel enable // Глобальное включение LAG на коммутаторе

console(config)# interface range fa 0/1-2 // Переход в режим настройки группы физических интерфейсов

console(config-if)#no sh // Переход в режим настройки группы физических интерфейсов

console(config_if)# channel-group 1 mode on // Создание логического интерфейса для статической агрегации

сonsole(config-if)# exit // Выход в режим глобальной конфигурации

console(config)# port-channel load-balance src-dest-mac

console(config)# port-channel load-balance src-dest-mac // Установка балансировки нагрузки трафика

console(config)# exit // Выход из режима глобальной конфигурации

console# write // Сохранение конфигурации

Рисунок 10 – настроенные группы и порты Static на коммутаторе Eltex

3.3. Составление алгоритма конфигурирования агрегации каналов связи на коммутаторах Mikrotik

Алгоритмы конфигурирования агрегации каналов связи на коммутаторах от Mikrotik выглядят следующим образом[5]:

3.3.1. LACP

[admin@MikroTik] > interface bonding add name=bond1 slaves=ether1,ether2 mode=802.3ad // Настройка агрегации каналов связи с использованием протокола LACP (динамическая агрегация)

3.3.1. Static

# Настройка статической агрегации

/interface bonding add name=bond1 slaves=ether1,ether2

[admin@MikroTik] > interface bonding add name=bond1 slaves=ether1,ether2 // Настройка статической агрегации каналов связи

[admin@MikroTik] > interface bonding print // Просмотр конфигурации о группах агрегации на коммутаторе

[admin@MikroTik] > interface bonding monitor bond1 // Проверка состояния группы bond1

Рисунок 10. Проверка состояния группы bond1

Рисунок 11. Информация о группах агрегации на коммутаторе MikroTik

4. Составление сравнительной таблицы для 3 коммутаторов

Таблица №1. Таблица сравнения настройки статической агрегации

для Cisco, Eltex и Mikrotik

Таблица №2. Таблица сравнения настройки агрегации

по протоколу LACP для Cisco, Eltex и Mikrotik

5. Заключение

По ходу выполнения работы была рассмотрена технология Link Aggregation, направленная на повышения надежности, эффективности и отказоустойчивости сетевых систем. Цель, направленная на создание алгоритма конфигурирования агрегации каналов связи на различных коммутаторах, достигнута.

При выполнении работы выполнены следующие задачи:

1. Дано определение понятия «агрегация каналов связи», рассмотрены типы агрегирования, их преимущества и недостатки;

2. Разработан алгоритм конфигурирования агрегации каналов связи, применимый к большинству доступных на рынке сетевых устройств;

3. Сформированы алгоритмы как статической, так и динамической (с применением протокола LACP) агрегации каналов связи на коммутаторах различных вендоров: Cisco, Eltex, Mikrotik;

4.  Построены таблицы, в которых приводится сравнение настройки агрегации каналов связи на разных коммутаторах с учетом особенностей устройств ряда вендоров.

Данная работа позволяет систематизировать знания о конфигурировании агрегации каналов связи и формирует ряд рекомендаций при использовании данной технологии при решении задач прикладного характера. Отметим, что результаты данной работы будут интересны и полезны в первую очередь для сетевых инженеров и специалистов по эксплуатации сетевого оборудования.

1. Уймин, А. Г. Сетевое и системное администрирование. Демонстрационный экзамен КОД 1.1 : учебно-методическое пособие / А. Г. Уймин. — Санкт-Петербург : Лань, 2020. — 480 с. — ISBN 978-5-8114-5519-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/147136 (дата обращения: 12.12.2024)
2. Агрегирование каналов // Xgu.ru URL: http://xgu.ru/wiki/%D0%90%D0%B3%D1%80%D0%B5%D0%B3%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2 (дата обращения: 15.12.2024)
3. Руководство Link Aggregation, LAG and LACP // FS сообщество URL: https://community.fs.com/ru/article/understanding-link-aggregation-control-protocol.html (дата обращения: 15.12.2024)
4. Confluence Mobile // Eltex Docs URL: https://docs.eltex-co.ru/plugins/servlet/mobile?contentId=256606393#content/view/256606393 (дата обращения: 15.12.2024)
5. CRS1xx and 2xx series switches - RouterOS - MikroTik Documentation // MikroTik Documentation URL: https://wiki.mikrotik.com/wiki/CRS1xx/2xx_series_switches (дата обращения: 15.12.2024)