Sebastian Kędzierski

Radomir Mocarski

Michał Moliński

Dominik Żeromski

Sieci Ethernet

Agregacja łączy

Wstęp teoretyczny

1. Wstęp

Agregacja łączy jest metodą łączenia kilku fizycznych łączy w jedno połączenie logiczne.

Rys 1. Połączenie przełączników z agregacją dwóch łączy.

Agregacja łączy niesie ze sobą wiele zalet, takich jak:

• zwiększenie przepustowości - agregacja łączy umożliwia podział ramek ethernetowych na wszystkie dostępne fizyczne połączenia w grupie. W ten sposób możliwa prędkość połączenia przekracza przepustowość jednego fizycznego połączenia. Wpływa to także pozytywnie na obciążenie poszczególnych łączy, powodując że łącza w grupie nie są za bardzo obciążone.

• zabezpieczenie przed awarią - w przypadku uszkodzenia jednego z łączy następuje automatyczne przełączenie transmisji z tego łącza na inne działające. Odbywa się to kosztem zmniejszenia przepustowości, ale dzięki temu podtrzymujemy transmisję.

• agregacja może zastąpić kosztowną wymianę sprzętu. Dla przykładu, jeżeli potrzebujemy szybszej transmisji na danym połączeniu, zamiast dostosowywać sprzęt do obsługi większej szybkości, możemy dokonać agregacji dwóch lub więcej portów o mniejszej przepustowości i uzyskać ten sam efekt.

Agregacja umieszczona jest w najniższych warstwach modelu OSI. W pierwszej warstwie urządzenia sieciowe mogą łączyć kilka pasm częstotliwości w jedno szersze pasmo (np. w transmisji bezprzewodowej). W warstwie łącza danych agregacja występuje na portach przełącznika, którymi mogą być zarówno porty fizyczne jak i wirtualne. Za cały proces odpowiedzialna jest opcjonalna podwarstwa agregacji łączy, umieszczona w warstwie MAC. Wszystkie zagregowane łącza są dla klienta MAC widoczne jako jedno łącze logiczne.

Rys 2. Agregacja łączy w architekturze warstwowej.

2. Bonding

Bonding jest to agregacja kliku fizycznych interfejsów w jeden logiczny interfejs. Taki logiczny interfejs posiada własny adres IP i MAC. Dzięki bondingowi możemy dokonać rozłożenia ruchu między interfejsami i tym samym zwiększyć przepustowość. Zapewniamy także ochronę przed uszkodzeniem łączy. Do realizacji takiego połaczenia potrzebne są teoretycznie dwie karty sieciowe dowolnych producentów. W praktyce, może się zdarzyć, ze karty nie chcą ze sobą współpracować lub nie mozłiwe jest ch wykorzystanie do stworzenia takiego połączenia.

Rys. 3 Przykład bondingu.

Obsługa bondingu w sytemie Linux jest zaimplementowana w jądrze, natomiast w systemie Windows opcja jest realizowana przez sterowniki do kart sieciowych (w Windows 8 ma zostać wbudowana w systemie). W laboratorium zostanie przetestowana konfiguracja bondingu w systemie Linux.

3.Protokół LACP (Link Aggregation Control Protocol)

Protokół LACP pozwala na łączenie kilku fizycznych portów w jeden kanał logiczny, czyli jest to połączenie utworzone przy pomocy kilku równolegle połaczonych kabli sieciowych. LACP wysyła ramkę LACPDU (Link Aggregation Control Protocol Data Units ), która zawiera informacje odnośnie agregacji do wszystkich łączy które mają włączony protokół LACP. LACPDU zawiera 128 oktetów, które opisują „mój stan” oraz stan jaki posiada według mnie odbiorca.

Protokół posiada pewne wymagania, które należy spełnić, aby móc z niego skrzystać:

• wszystkie urządzenia muszą być w trybie full-duplex,

• muszą mieć identyczną szybkośc transmisji danych,

• muszą być połączone Point to Point,

• powinny konczyć się na switchu lub serwerze.

Każdy port może być skonfigurowany jako pasywny lub aktywny LACP:

• pasywny LACP port ten przekazuje LACPDU jedynie jeżeli druga strona ma skonfigurowany i aktywny protokół LACP,

• aktywny LACP port ten przekazuje LACPDUs - niezależnie czy strona przeciwna ma skonfigurowany pasywny LACP lub nie.

Zalety LACP w stosunku do statycznej agregacji łączy:

• awaria jednego fizycznego połączenia zostaje rozpoznana nawet w przypadku, kiedy przebiega ono przez konwerter mediów i przez co status połączenia pozostaje na porcie switcha Up. W tym przypadku informacja LACPDUs na tym połączeniu nie jest dostępna i dlatego jest ono usuwane z tego LAG. Zapobiega to utracie pakietów,

• oba urządzenia mogą nawzajem potwierdzić konfigurację LAG. W przypadku statycznego Link Aggregation błędy konfiguracji i okablowania nie są tak szybko rozpoznawane.

4. Standard 802.3ad

Standard ten został opublikowany w 2000 roku, głównym założeniem tej technologi było

umożliwienie grupowania łączy fizycznych, w celu zwiększenia przepustowości transmisji danych pomiędzy urządzeniami sieciowymi. Szybkość takiego łącza w przybliżeniu wynosi wielokrotności szybkości podstawowej wykorzystywanych łączy.

Standard 802.3ad gwarantuje:

• wysoką dostępność łączy - utrata jednego z łączy w obrębie danej grupy powoduje jedynie spadek wydajności połączenia, lecz nie przerywa transmisji danych,

• liniowy wzrost przepustowości - przepustowość zależy w sposób liniowy od liczby agregowanych połączeń,

• podział ruchu - rozłożenie ruchu w łączu logicznym na poszczególne łącza fizyczne,

• szybka rekonfiguracja,

• wsparcie zarządzania siecią - odpowiednie mechanizmy do zarządzania i monitorowania sieci,

• kompatybilność z urządzeniami nie obsługującymi agregacji łączy,

• wsparcie ethernetu.

Do najważniejszych wad standardu można zaliczyć:

• agregowane łącza muszą być łączami full duplex i muszą posiadać identyczne przepływności,

• agregacja może być zrealizowana jedynie pomiędzy jednostkami MAC zgodnymi ze standardem IEEE 802.3,

• brak wsparcia agregacji wielopunktowych.

---