Link Aggregation/Link Aggregation Control Protocol

Link Aggregation (LA) - Ethernet-Schnittstellen zu einem logischen Übertragungskanal bündeln

Beschreibung

Ziele

• Erhöhung des Datendurchsatzes
• Erhöhung der Ausfallsicherheit

Abhängig vom verwendeten Lastverteilungs-Algorithmus

Implementierungen

Implementierung	Beschreibung
Link Aggregation nach IEEE 802.1AX-2008	Link Aggregation Control Protocol (LACP) Standard zur parallelen Bündelung von mehreren Netzwerkverbindungen herstellerübergreifende Implementierung früher IEEE 802.3ad
Proprietäre Lösungen	PAgP von Cisco MESH von HP
Statische Link-Aggregation-Verfahren	mehr oder weniger proprietär nicht herstellerübergreifend einsetzbar

Bezeichnungen

Je nach Hersteller oder Kontext werden für die Bündelung von Ethernet-Schnittstellen verschiedene Bezeichnungen als Synonyme für Link Aggregation benutzt.

Bezeichnung	Beschreibung
Link Aggregation (LA) Link Aggregation Control Protocol (LACP)	Normierte Begriffe der IEEE
Bündelung	Deutsche Bezeichnung
Bonding	Linux
Etherchannel	Cisco
Port Aggregation	Hewlett-Packard
Trunking	Brocade, Sun Microsystems und einigen anderen Herstellern
Teaming	Novell Netware und Microsoft Windows

Allgemeines

Ein PC ist mit zwei Ethernet-Verbindungen und Link Aggregation mit einem Switch verbinden

Die einzelnen Links einer Link Aggregation Group müssen immer parallele Punkt-zu-Punkt Verbindungen sein.

Logischen Endpunktverbindung zwischen zwei Geräten

• Etwa einen PC mit zwei Kabeln an einen Switch

Datendurchsatz

• Durch die parallelen Verbindungen kann, der Anzahl der zusammengefassten Verbindungen entsprechend, der Gesamtdurchsatz höher sein

Erhöhte Verfügbarkeit

• So können bei einigen Verfahren eine oder mehrere physische Schnittstellen ausfallen, ohne dass der logische Kanal unterbrochen wird, solange zumindest noch eine physische Verbindung besteht.
• Lediglich der Datendurchsatz vermindert sich entsprechend den fehlenden Verbindungen.

Link Aggregation Group

Im Netzwerk-Stack ist der Link Aggregation Sublayer innerhalb des Data Link Layers (Sicherungsschicht) implementiert, konkret zwischen dem MAC Client und MAC Sublayern

Nach IEEE 802.1AX-2008

• früher IEEE 802.3ad

Link Aggregation Group (LAG)

Eigenschaften

• LAG bietet ein automatisches Recovery bei Ausfällen von einzelnen physischen Links
• Solange zumindest ein physischer Link vorhanden ist, bleibt die LAG Verbindung aufrecht
• Der Datenverkehr wird frameweise über die physischen Links verteilt
• Alle Frames, die zu einer bestimmten Datenkommunikation gehören, werden aber über dieselbe physische Verbindung (Kabel) übertragen.
• Das gewährleistet die Zustellung der einzelnen Frames einer Datenkommunikation in der richtigen Reihenfolge (verhindert misordering)

Voraussetzungen

Anforderungen an verwendeten Links

• Full-duplex Modus
• Identische Datenrate
• Parallele Punkt-zu-Punkt Verbindungen
  • Endpunkt immer genau ein Switch oder Server

Link Aggregation mit mehreren Switches

• Link Aggregation mit mehreren Switches an einem Ende der Link Aggragation wie etwa bei Split Multi-Link Trunking (SMLT) von Nortel ist nicht möglich.
• Einzige Ausnahme sind virtuelle Switche, die zwar aus mehreren physischen Switchen bestehen, nach außen sich aber wie ein einzelner Switch verhalten (z.B. Cisco Virtual Switching System 1440 (VSS1440)).

Bündelungsverfahren

Option	Beschreibung
Roundrobin	Alle zur Verfügung stehenden Leitungen abwechselnd der Reihe nach nutzen
DA-Trunking	Anhand des Modulo der Destination-MAC-Adresse die elementare Schnittstelle wählen
SA-Trunking	Anhand des Modulo der Source-MAC-Adresse die elementare Schnittstelle wählen
SA-DA-Trunking	Anhand des Modulo der Source-MAC-Adresse und der Destination-MAC-Adresse die elementare Schnittstelle wählen
Adaptives Trunking	Erst bei 100 % Auslastung der ersten elementaren Schnittstelle eine weitere zuschalten
Dynamisches Trunking	Link Aggregation Control Protocol (LACP) und bei proprietären Verfahren wie PAgP möglich

Dynamic Link Aggregation

Link Aggregation Control Protocol (LACP)

• Das Link Aggregation Control Protocol (LACP) erlaubt darüber hinaus den Austausch von Informationen bezüglich der Link Aggregation zwischen den zwei Mitgliedern einer Link Aggregation.
• Diese Informationen werden in LACPDUs (Link Aggregation Control Protocol Data Units) verpackt.

Bei LACP kann jeder einzelne Port als Active LACP oder Passive LACP konfiguriert werden

Passive LACP

• Der Port bevorzugt von sich aus keine LACPDUs zu übertragen.
• Nur wenn die Gegenstelle Active LACP hat, überträgt der Port LACPDUs (preference not to speak unless spoken to).

Active LACP

• Der Port bevorzugt LACPDUs zu übertragen und somit das Protokoll zu sprechen - unabhängig davon ob die Gegenstelle Passive LACP hat oder nicht (a preference to speak regardless).

LACP bietet gegenüber einer statischen Link Aggregation folgende Vorteile

• Ein Ausfall eines physischen Links wird selbst dann erkannt, wenn die Punkt-zu-Punkt Verbindung über einen Media Konverter läuft und damit der Link-Status am Switchport auf Up bleibt.
• Da LACPDUs auf dieser Verbindung damit ausbleiben, wird dieser Link aus der LAG entfernt.
• Somit gehen darüber keine Pakete verloren.
• Die beiden Geräte können sich gegenseitig die LAG Konfiguration bestätigen.
• Bei statischer Link Aggregation werden Konfigurations- oder Verkabelungsfehler oft nicht so schnell erkannt.

Der IEEE Standard beschreibt LACP im Kapitel 5.4 Link Aggregation Control Protocol (LACP) ab Seite 30.

Siehe auch

Links

Weblinks

1. IEEE 802.x Standards (LAN)
2. Link Aggregation und LACP Grundlagen (Thomas Krenn Wiki)
3. Etherchannel und Load Balancing bei Cisco
4. Port Trunking bei Hewlett-Packard
5. IEEE 802.3ad Link Aggregation (LAG) what it is, and what it is not (Präsentation von Howard Frazier und anderen, Ottawa 17. April 2007)

Allgemein

• Link Aggregation steigert Sicherheit und erhöht Durchsatz (ADMIN Magazin 4/2012)
• LACP (de.wikipedia.org)
• Network Connectivity: IEEE 802.3AD Dynamic and Static Switch configuration for different team modes (intel.com/support)
• Network Connectivity: How do I use Teaming with Advanced Networking Services (ANS)? (intel.com/support)
• Moderne LAN-Technologien: IEEE 802.1ad Link Aggregation (ip-insider.de, Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 24)
• Link Aggregation Control Protocol (LACP) (802.3ad) for Gigabit Interfaces (Cisco IOS Software Releases 12.2 SB)

Linux

• Linux Ethernet Bonding Driver HOWTO (kernel.org)
• Link Aggregation and High Availability with Bonding (Guide to IP Layer Network Administration with Linux)
• How to configure network bonding in Linux (backdrift.org)
• Bonding

Testfragen

Testfrage 1

Antwort1

Testfrage 2

Antwort2

Testfrage 3

Antwort3

Testfrage 4

Antwort4

Testfrage 5

Antwort5