Heute werden wir uns die Funktionsweise des Layer-2-EtherChannel-Kanalaggregationsprotokolls für Layer 2 des OSI-Modells ansehen. Dieses Protokoll unterscheidet sich nicht allzu sehr vom Layer-3-Protokoll, aber bevor wir uns mit Layer-3-EtherChannel befassen, muss ich ein paar Konzepte vorstellen, damit wir später zu Layer 1.5 kommen. Wir folgen weiterhin dem CCNA-Kursplan und behandeln daher heute Abschnitt 2, Konfigurieren, Testen und Fehlerbehebung von Layer 3/1.5 EtherChannel, und die Unterabschnitte 1.5a, Statischer EtherChannel, 1.5b, PAGP, und XNUMXc, IEEE -LACP Offener Standard. .
Bevor wir weitermachen, müssen wir verstehen, was ein EtherChannel ist. Nehmen wir an, wir haben Switch A und Switch B, die über drei Kommunikationsleitungen redundant verbunden sind. Wenn Sie STP verwenden, werden die beiden zusätzlichen Leitungen logisch blockiert, um Schleifen zu verhindern.
Nehmen wir an, wir verfügen über FastEthernet-Ports, die 100 Mbit/s Datenverkehr bereitstellen, sodass der Gesamtdurchsatz 3 x 100 = 300 Mbit/s beträgt. Wir belassen nur einen Kommunikationskanal, wodurch dieser auf 100 Mbit/s sinkt, d. h. in diesem Fall verschlechtert STP die Netzwerkeigenschaften. Außerdem werden 2 zusätzliche Kanäle vergeblich ungenutzt bleiben.
Um dies zu verhindern, entwickelte KALPANA, das Unternehmen, das die Cisco Catalist-Switches entwickelte und später von Cisco gekauft wurde, in den 1990er Jahren eine Technologie namens EtherChannel.
In unserem Fall verwandelt diese Technologie drei separate Kommunikationskanäle in einen logischen Kanal mit einer Kapazität von 300 Mbit/s.
Der erste Modus der EtherChannel-Technologie ist der manuelle oder statische Modus. In diesem Fall funktionieren die Schalter unter keinen Übertragungsbedingungen, vorausgesetzt, dass alle manuellen Einstellungen der Betriebsparameter korrekt vorgenommen wurden. Der Kanal schaltet sich einfach ein und funktioniert, wobei er den Einstellungen des Netzwerkadministrators völlig vertraut.
Der zweite Modus ist das proprietäre Cisco PAGP-Link-Aggregation-Protokoll, der dritte ist das IEEE-Standard-LACP-Link-Aggregation-Protokoll.
Damit diese Modi funktionieren, muss der EtherChannel verfügbar gemacht werden. Die statische Version dieses Protokolls lässt sich sehr einfach aktivieren: Sie müssen zu den Switch-Schnittstelleneinstellungen gehen und den Befehl „Kanalgruppe 1 Modus“ eingeben.
Wenn wir Switch A mit zwei Schnittstellen f0/1 und f0/2 haben, müssen wir in die Einstellungen jedes Ports gehen und diesen Befehl eingeben, und die EtherChannel-Schnittstellengruppennummer kann einen Wert von 1 bis 6 haben, Hauptsache das ist Dieser Wert ist für alle Ports des Switches gleich. Darüber hinaus müssen die Ports in denselben Modi betrieben werden: beide im Zugriffsmodus oder beide im Trunk-Modus und über dasselbe native VLAN oder zulässige VLAN verfügen.
Die EtherChannel-Aggregation funktioniert nur, wenn die Kanalgruppe aus identisch konfigurierten Schnittstellen besteht.
Verbinden wir Switch A mit zwei Kommunikationsleitungen mit Switch B, der ebenfalls über zwei Schnittstellen f0/1 und f0/2 verfügt. Diese Schnittstellen bilden eine eigene Gruppe. Sie können sie mit demselben Befehl so konfigurieren, dass sie im EtherChannel funktionieren, und die Gruppennummer spielt keine Rolle, da sie sich auf dem lokalen Switch befinden. Sie können diese Gruppe als Nummer 1 festlegen und alles wird funktionieren. Denken Sie jedoch daran: Damit beide Kanäle problemlos funktionieren, müssen alle Schnittstellen exakt gleich und im gleichen Modus konfiguriert sein – Zugriff oder Trunk. Nachdem Sie in die Einstellungen beider Schnittstellen von Switch A und Switch B gegangen sind und auf Befehl in den Kanalgruppen-1-Modus gewechselt sind, ist die Aggregation der EtherChannel-Kanäle abgeschlossen.
Beide physischen Schnittstellen jedes Switches fungieren als eine logische Schnittstelle. Wenn wir uns die STP-Parameter ansehen, werden wir sehen, dass Switch A eine gemeinsame Schnittstelle aufweist, die aus zwei physischen Ports gruppiert ist.
Kommen wir nun zu PAGP, einem von Cisco entwickelten Port-Aggregation-Protokoll.
Stellen wir uns das gleiche Bild vor – zwei Schalter A und B, jeweils mit den Schnittstellen f0/1 und f0/2, verbunden durch zwei Kommunikationsleitungen. Um PAGP zu aktivieren, verwenden Sie denselben Befehlskanalgruppen-1-Modus mit Parametern . Im manuellen statischen Modus wechseln Sie einfach auf Befehl auf allen Schnittstellen in den Kanalgruppen-1-Modus und die Aggregation beginnt zu funktionieren; hier müssen Sie den gewünschten oder automatischen Parameter angeben. Wenn Sie den Befehl für den Kanalgruppen-1-Modus mit dem Fragezeichen eingeben, zeigt das System eine Eingabeaufforderung mit Parameteroptionen an: Ein, wünschenswert, automatisch, passiv, aktiv.
Wenn Sie an beiden Enden der Kommunikationsleitung denselben gewünschten Befehl für den Kanalgruppen-1-Modus eingeben, wird der EtherChannel-Modus aktiviert. Dasselbe passiert, wenn an einem Ende des Kanals die Schnittstellen mit dem Befehl „channel-group 1 mode wünschenswert“ und am anderen Ende mit dem Befehl „channel-group 1 mode auto“ konfiguriert werden.
Wenn jedoch die Schnittstellen an beiden Enden der Links mit dem Befehl „channel-group 1 mode auto“ auf „Automatisch“ konfiguriert sind, findet keine Link-Aggregation statt. Denken Sie daher daran: Wenn Sie EtherChannel über das PAGP-Protokoll verwenden möchten, müssen sich die Schnittstellen mindestens einer der Parteien im gewünschten Zustand befinden.
Bei Verwendung des offenen LACP-Protokolls für die Kanalaggregation wird derselbe Kanalgruppen-1-Modusbefehl mit Parametern verwendet .
Mögliche Kombinationen von Einstellungen auf beiden Seiten der Kanäle sind wie folgt: Wenn die Schnittstellen auf den aktiven Modus oder eine Seite auf aktiv und die andere auf passiv konfiguriert sind, funktioniert der EtherChannel-Modus; wenn beide Schnittstellengruppen auf passiv konfiguriert sind, Kanal Eine Aggregation findet nicht statt. Es ist zu beachten, dass sich mindestens eine der Schnittstellengruppen im aktiven Zustand befinden muss, um die Kanalaggregation mithilfe des LACP-Protokolls zu organisieren.
Versuchen wir, die Frage zu beantworten: Wenn die Switches A und B durch Kommunikationsleitungen verbunden sind und sich die Schnittstellen eines Switches im aktiven Zustand und die des anderen im automatischen oder wünschenswerten Zustand befinden, funktioniert dann EtherChannel?
Nein, das ist nicht der Fall, da das Netzwerk dasselbe Protokoll verwenden muss – entweder PAGP oder LACP, da diese nicht miteinander kompatibel sind.
Schauen wir uns einige Befehle an, die zum Organisieren eines EtherChannels verwendet werden. Zunächst müssen Sie eine Gruppennummer zuweisen, das kann alles sein. Für den ersten Befehlskanal-Gruppen-1-Modus können Sie optional 5 Parameter auswählen: Ein, wünschenswert, automatisch, passiv oder aktiv.
In Schnittstellenunterbefehlen verwenden wir das Schlüsselwort „channel-group“. Wenn Sie jedoch beispielsweise einen Lastausgleich festlegen möchten, wird das Wort „port-channel“ verwendet. Schauen wir uns an, was Lastausgleich ist.
Angenommen, wir haben Switch A mit zwei Ports, die mit den entsprechenden Ports von Switch B verbunden sind. Drei Computer sind mit Switch B verbunden – 3, und ein Computer Nr. 1,2,3 ist mit Switch A verbunden.
Wenn der Datenverkehr von Computer Nr. 4 zu Computer Nr. 1 wechselt, beginnt Switch A mit der Übertragung von Paketen auf beiden Verbindungen. Die Lastausgleichsmethode verwendet Hashing der MAC-Adresse des Absenders, sodass der gesamte Datenverkehr vom vierten Computer nur über eine der beiden Verbindungen fließt. Wenn wir Computer Nr. 5 mit Switch A verbinden, wird sich der Datenverkehr dieses Computers dank des Lastausgleichs nur entlang einer unteren Kommunikationsleitung bewegen.
Dies ist jedoch keine typische Situation. Nehmen wir an, wir haben ein Cloud-Internet und ein Gerät, an das Switch A mit drei Computern angeschlossen ist. Der Internetverkehr wird mit der MAC-Adresse dieses Geräts, also mit der Adresse eines bestimmten Ports, an den Switch weitergeleitet, da es sich bei diesem Gerät um ein Gateway handelt. Somit hat der gesamte ausgehende Datenverkehr die MAC-Adresse dieses Geräts.
Wenn wir vor Switch A Switch B platzieren, der über drei Kommunikationsleitungen mit ihm verbunden ist, dann fließt der gesamte Verkehr von Switch B in Richtung Switch A entlang einer der Leitungen, was unseren Zielen nicht entspricht. Daher müssen wir Ausgleichsparameter für diesen Schalter festlegen.
Verwenden Sie dazu den Port-Channel-Load-Balance-Befehl, bei dem die Ziel-IP-Adresse als Optionsparameter verwendet wird. Wenn dies die Adresse von Computer Nr. 1 ist, fließt der Datenverkehr entlang der ersten Leitung, bei Nr. 3 - entlang der dritten, und wenn Sie die IP-Adresse des zweiten Computers angeben, dann entlang der mittleren Kommunikationsleitung.
Dazu verwendet der Befehl im globalen Konfigurationsmodus das Schlüsselwort port-channel.
Wenn Sie sehen möchten, welche Links am Kanal beteiligt sind und welche Protokolle verwendet werden, müssen Sie im privilegierten Modus den Befehl show etherchannel summary eingeben. Sie können die Lastausgleichseinstellungen mit dem Befehl show etherchannel Load-Balance anzeigen.
Schauen wir uns das alles nun im Packet Tracer-Programm an. Wir haben 2 Switches, die über zwei Links verbunden sind. STP beginnt zu funktionieren und einer der 4 Ports wird blockiert.
Gehen wir zu den SW0-Einstellungen und geben Sie den Befehl show spanning-tree ein. Wir sehen, dass STP funktioniert und können die Root-ID und Bridge-ID überprüfen. Wenn wir denselben Befehl für den zweiten Switch verwenden, werden wir sehen, dass der erste Switch SW0 der Root-Switch ist, da im Gegensatz zu SW1 seine Root- und Bridge-Identifikationswerte gleich sind. Außerdem gibt es hier die Meldung, dass SW0 die Wurzel ist – „Diese Brücke ist die Wurzel“.
Beide Ports des Root-Switches befinden sich im Designated-Zustand, der blockierte Port des zweiten Switches ist als Alternative und der zweite als Root-Port gekennzeichnet. Sie können sehen, wie STP alle notwendigen Arbeiten fehlerfrei erledigt und die Verbindung automatisch aufbaut.
Aktivieren wir das PAGP-Protokoll; dazu geben wir in den SW0-Einstellungen nacheinander die Befehle int f0/1 und Kanalgruppe 1 Modus mit einem von 5 möglichen Parametern ein, ich verwende wünschenswert.
Sie können sehen, dass das Leitungsprotokoll zunächst deaktiviert und dann wieder aktiviert wurde, d. h. die vorgenommenen Änderungen wurden wirksam und die Schnittstelle Port-Kanal 1 wurde erstellt.
Gehen wir nun zur f0/2-Schnittstelle und geben Sie den gewünschten Kanalgruppen-1-Befehlsmodus ein.
Sie können sehen, dass jetzt die Ports des oberen Links durch eine grüne Markierung und die Ports des unteren Links durch eine orange Markierung gekennzeichnet sind. In diesem Fall kann es keinen gemischten Modus aus wünschenswerten und automatischen Ports geben, da alle Schnittstellen eines Switches mit demselben Befehl konfiguriert werden müssen. Der Auto-Modus kann auf dem zweiten Switch verwendet werden, aber auf dem ersten müssen alle Ports im gleichen Modus arbeiten, in diesem Fall ist dies wünschenswert.
Gehen wir in die Einstellungen von SW1 und verwenden den Befehl für den Schnittstellenbereich int range f0/1-2, um nicht manuell Befehle für jede der Schnittstellen separat einzugeben, sondern beide mit einem Befehl zu konfigurieren.
Ich verwende den Befehl „channel-group 2 mode“, kann aber eine beliebige Zahl von 1 bis 6 verwenden, um die Schnittstellengruppe des zweiten Switches zu bezeichnen. Da die gegenüberliegende Seite des Kanals im wünschenswerten Modus konfiguriert ist, müssen sich die Schnittstellen dieses Switches im wünschenswerten oder automatischen Modus befinden. Ich wähle den ersten Parameter aus, gebe „channel-group 2 mode wünschenswert“ ein und drücke die Eingabetaste.
Wir sehen eine Meldung, dass die Kanalschnittstelle Port-Kanal 2 erstellt wurde und die Ports f0/1 und f0/2 nacheinander vom Status „Down“ in den Status „Up“ verschoben wurden. Es folgt die Meldung, dass die Port-Channel-2-Schnittstelle in den Up-Zustand gewechselt ist und dass sich auch das Leitungsprotokoll dieser Schnittstelle eingeschaltet hat. Jetzt haben wir einen aggregierten EtherChannel gebildet.
Sie können dies überprüfen, indem Sie zu den Einstellungen des SW0-Schalters gehen und den Befehl show etherchannel summary eingeben. Sie können die verschiedenen Flags sehen, die wir später betrachten werden, und dann Gruppierung 1 mit 1 Kanal, die Anzahl der Aggregatoren beträgt ebenfalls 1. Po1 bedeutet PortChannel 1 und die Bezeichnung (SU) steht für S – Layer 2 Flag, U – gebraucht. Im Folgenden werden das verwendete PAGP-Protokoll und die im Kanal zusammengefassten physischen Ports gezeigt – Fa0/1 (P) und Fa0/2 (P), wobei das P-Flag angibt, dass diese Ports Teil des PortChannels sind.
Ich verwende dieselben Befehle für den zweiten Switch und das CLI-Fenster zeigt ähnliche Informationen für SW1 an.
Ich gebe den Befehl „show spanning-tree“ in den SW1-Einstellungen ein und Sie können sehen, dass PortChannel 2 eine einzelne logische Schnittstelle ist und ihre Kosten im Vergleich zu den Kosten zweier separater Ports 19 auf 9 gesunken sind.
Machen wir dasselbe mit dem ersten Schalter. Sie sehen, dass sich die Root-Parameter nicht geändert haben, aber jetzt gibt es zwischen den beiden Switches anstelle von zwei physischen Verbindungen eine logische Schnittstelle Po1-Po2.
Versuchen wir, PAGP durch LACP zu ersetzen. Dazu verwende ich in den Einstellungen des ersten Schalters den Befehl für den Schnittstellenbereich int range f0/1-2. Wenn ich jetzt den Befehl „channel-group1 mode active“ zur Aktivierung von LACP erteile, wird dieser abgelehnt, da die Ports Fa0/1 und Fa0/2 bereits Teil eines Kanals sind, der ein anderes Protokoll verwendet.
Daher muss ich zunächst den Befehl nochannel-group1 mode active eingeben und erst dann den Befehlchannel-group1 mode active verwenden. Machen wir dasselbe mit dem zweiten Schalter, indem wir zuerst den Befehl „Keine Kanalgruppe 2“ und dann den Befehl „Kanalgruppe 2 Modus aktiv“ eingeben. Wenn Sie sich die Schnittstellenparameter ansehen, können Sie sehen, dass Po2 wieder eingeschaltet ist, sich aber immer noch im PAGP-Protokollmodus befindet. Dies ist nicht wahr, da derzeit LACP in Kraft ist und in diesem Fall die Parameter vom Packet Tracer-Programm falsch angezeigt werden.
Um diese Diskrepanz zu beheben, verwende ich eine vorübergehende Lösung – das Erstellen eines weiteren PortChannels. Dazu tippe ich die Befehle int range f0/1-2 und nochannel-group2 ein, und dann den Befehlchannel-group2 mode active. Mal sehen, wie sich das auf den ersten Schalter auswirkt. Ich gebe den Befehl „show etherchannel summary“ ein und sehe, dass Po1 erneut als PAGP-Benutzer angezeigt wird. Dies ist ein Problem in der Packet Tracer-Simulation, da der PortChannel derzeit deaktiviert ist und wir überhaupt keinen Kanal haben sollten.
Ich gehe zurück zum CLI-Fenster des zweiten Switches und gebe den Befehl show etherchannel summary ein. Jetzt wird Po2 mit einem Index (SD) angezeigt, wobei D „Down“ bedeutet, d. h. der Kanal funktioniert nicht. Technisch gesehen ist der PortChannel hier vorhanden, wird jedoch nicht verwendet, da ihm kein Port zugeordnet ist.
Ich gebe in den Einstellungen des ersten Schalters die Befehle int range f0/1-2 und no „channel-group 1“ ein und erstelle dann eine neue Kanalgruppe, diesmal Nummer 2, mit dem Befehl „channel-group 2 mode active“. Dann mache ich das Gleiche in den Einstellungen des zweiten Schalters, nur dass jetzt die Kanalgruppe die Nummer 1 bekommt.
Jetzt wurde auf dem ersten Switch eine neue Gruppe erstellt, Port Channel 2, und auf dem zweiten Port Channel 1. Ich habe einfach die Namen der Gruppen vertauscht. Wie Sie sehen können, habe ich technisch gesehen einen neuen Port-Kanal auf dem zweiten Switch erstellt, und jetzt wird er mit den richtigen Parametern angezeigt – nach Eingabe des Befehls „show etherchannel summary“ sehen wir, dass Po1 (SU) LACP verwendet.
Genau das gleiche Bild sehen wir im CLI-Fenster des Switch SW0 – die neue Gruppe Po2 (SU) arbeitet unter LACP-Kontrolle.
Bedenken Sie den Unterschied zwischen einer Schnittstelle, die sich im aktiven Zustand befindet, und einer Schnittstelle, die sich immer im Ein-Zustand befindet. Ich werde eine neue Kanalgruppe für den Schalter SW0 mit den Befehlen „int range f0/1-2“ und „channel-group 3 mode on“ erstellen. Zuvor müssen Sie die Kanalgruppen 1 und 2 mit den Befehlen „Keine Kanalgruppe 1“ und „Keine Kanalgruppe 2“ löschen. Andernfalls zeigt das System beim Versuch, den Modus „Kanalgruppe 3“ auf Befehl zu verwenden, eine entsprechende Meldung an Die Schnittstelle wird bereits für die Arbeit mit einem anderen Kanalprotokoll verwendet.
Das Gleiche machen wir mit dem zweiten Schalter – löschen Sie Kanalgruppe 1 und 2 und erstellen Sie Gruppe 3 mit dem Befehl „Kanalgruppe 3-Modus“. Gehen wir nun zu den Einstellungen von SW0 und verwenden den Befehl show etherchannel summary. Sie werden sehen, dass der neue Po3-Kanal bereits betriebsbereit ist und keine vorbereitenden Vorgänge wie PAGP oder LACP erfordert.
Es schaltet sich sofort ein, ohne Ports zu deaktivieren und dann wieder zu aktivieren. Wenn wir denselben Befehl für SW1 verwenden, werden wir sehen, dass Po3 hier kein Protokoll verwendet, das heißt, wir haben einen statischen EtherChannel erstellt.
Cisco argumentiert, dass wir PAGP vergessen und den statischen EtherChannel als zuverlässigere Methode der Link-Aggregation verwenden müssen, damit Netzwerke allgemein verfügbar sind.
Wie führen wir einen Lastausgleich durch? Ich kehre zum CLI-Fenster des SW0-Switches zurück und gebe den Befehl show etherchannel Load-Balance ein. Sie können sehen, dass der Lastausgleich basierend auf der Quell-MAC-Adresse erfolgt.
Normalerweise verwendet das Balancing diesen Parameter, aber manchmal ist er für unsere Zwecke nicht geeignet. Wenn wir diese Ausgleichsmethode ändern möchten, müssen wir in den globalen Konfigurationsmodus wechseln und den Befehl „Port-Channel Load-Balance“ eingeben. Anschließend zeigt das System Eingabeaufforderungen mit möglichen Parametern für diesen Befehl an.
Wenn Sie den Port-Channel-Load-Balance-Parameter src-mac angeben, also die Quell-MAC-Adresse angeben, wird eine Hashing-Funktion aktiviert, die dann angibt, welche der Ports, die Teil eines bestimmten EtherChannels sind, verwendet werden sollen Vorwärtsverkehr. Immer wenn die Quelladresse dieselbe ist, verwendet das System diese spezifische physische Schnittstelle zum Senden von Datenverkehr.
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Source: habr.com