تجمیع لینک – Link Aggregation

تجمیع لینک – Link Aggregation، تعریف Link aggregation اشاره به روشی جهت تجمیع دسته ای از لینک های Ethernet دارد به صورتی که همه پورت ها مانند یک لینک واحد منطقی عمل نمایند. اگر یک سوئیچ با تعدادی پورت گیگابیت اترنت در دسترس دارید می توانید آن ها را به دستگاه دیگری که تعداد پورت مد نظر شما را داراست متصل نمایید و ترافیک بین لینک ها را Load Balance نمایید تا عملکرد شبکه را بهبود ببخشید. یکی از دلایل مهم دیگر جهت استفاده از تجمیع لینک، ارائه بازیابی سریع در صورت خرابی یکی از لینک ها است. در این تکنولوژی پروتکل معمولا سعی می کند یک Session را روی یک لینک نگه دارد و بسته های session های بعدی از طریق لینک های دیگر ارسال گردند.

در Link Aggregation ایده اصلی این است که با انتقال چندین بسته به طور همزمان در لینک های مختلف به عملکرد بهبود یافته دست یابیم.

تجمیع لینک – Link Aggregation

فهرست مطالب:

1. تجمیع لینک – Link Aggregation
2. اصطلاحات رایج در تجمیع لینک
3. Link Aggregation چگونه کار می کند؟

اصطلاحات رایج در تجمیع لینک

اصطلاحات زیاد و گاها گمراه کننده ای در مبحث Link Aggregation همواره مطرح می گردد و پیش از اینکه بیشتر به توضیح این تکنولوژی بپردازیم بهتر است مروری بر روی این اصطلاحات رایج داشته باشیم.

1. به گروهی از پورت ها که با یکدیگر تجمیع می گردند Ling Aggregation Group یا LAG گفته می شود. کمپانی های مختلف تولید کننده تجهیزات شبکه مفاهیم خاص خود را در این زمینه دارند. همچنین به LAG ممکن است Port-Channel، Bond یا Team نیز گفته شود.
2. گروه های تجمیع لینک را نیز می توان با هم جفت نمود و یک Link Aggregation Switch ایجاد کرد.
3. قاعده ای که تعیین می کند کدام بسته ها از طریق کدام لینک ارسال شوند، الگوریتم زمان بندی ( Scheduling Algorithm ) نامیده می شود.
4. پروتکل نظارت فعال که به دستگاه ها اجازه می دهد لینک های مجزا را به LAG اضافه یا از آن حذف کنند Link Aggregation control protocol یا LACP نامیده می شود.

Link Aggregation چگونه کار می کند؟

اولین چیزی که باید مد نظر قرار داد این است که همه لینک ها در یک LAG باید یک نوع اترنت (10/100/1000/10G و غیره) باشند و همه آنها باید یکسان باشند. برای مثال LACP نمی تواند Load Balance ترافیک را بین لینک اترنت دو گیگابیتی و لینک اترنت 100 مگابیت بر ثانیه انجام دهد. اگر قصد انجام چنین کاری را داشته باشید دستگاه از قرار دادن لینک های مختلف در LAG خودداری می نماید. و حتی گروه ساخته شده ( LAG ) اصطلاحا آپ نخواهد شد. علاوه بر این، تمام لینک ها باید به یک صورت پیکربندی گردند.

ما نمی توانیم از تنظیمات مختلف Duplex در دو سر لینک و یا از VLAN های مجزا ، استفاده نماییم. شما می توانید حداکثر هشت لینک مجزا را در یک گروه LAG قرار دهید، اگرچه برخی از دستگاه ها تعداد کمتری را پشتیبانی می نمایند. گفتنی است، به دلیل کارایی درست الگوریتم های زمان بندی، همواره پیشنهاد می شود از تعداد لینک های زوج و ترجیحا به توان 2 یعنی 2،4 یا 8 استفاده شود که باعث بهبود عملکرد مکانیزم تقسیم بار نیز خواهد گردید. یک مفهوم اساسی در تجمیع لینک ( Link Aggregation ) این است که تمام بسته های یک Session مجزا می بایست تنها از یک لینک عبور نماید در غیر این صورت با خطر بر هم خوردن ترتیب بسته ها مواجه خواهیم شد که مشکلات جدی را برای برنامه ها ایجاد خواهد نمود. اکثر الگوریتم های زمان بندی از نوعی تابع Hash ساده استفاده می نمایند که از فیلد های هدر لایه 2 و یا لایه 3 استفاده می کند. متداول‌ترین Hash ها شامل آدرس ‌های MAC مبدا و مقصد، آدرس‌های IP مبدا و مقصد یا هر دو مجموعه از آدرس‌ها هستند.

بسیاری از دستگاه ها این قابلیت را در اختیار قرار می دهند تا الگوریتم تقسیم بار متناسب با شبکه خود را انتخاب نمایید. این نکته قابل ذکر است که دو دستگاه که به واسطه Link Aggregation متصل شده اند نیاز نیست که بر سر الگوریتم تقسیم بار توافق داشته باشند و صرفا هر دو دستگاه ملزم به استفاده از یک الگوریتم تقسیم بار نیستند . هدف انتخاب الگوریتمی است که بسته های شما را تا حد امکان تصادفی ارسال نماید. به این ترتیب می توانید انتظار استفاده نسبتاً یکنواخت از همه لینک را داشته باشید که بهترین عملکرد ممکن را ارائه می دهد.

در یک شبکه لایه دو ساده که تعداد زیادی دستگاه از طریق لینک تجمیع شده به واسطه الگوهای دلخواه بین خودشان با یکدیگر در تعامل هستند، الگوریتم Hash آدرس MAC به خوبی کار می کند. حتی اگر بیشتر ترافیک مربوط به دستگاه‌هایی باشد که با یک سرور مرکزی واحد در تعامل هستند، این الگوریتم همچنان به خوبی کار می‌کند زیرا تصادفی بودن آدرس‌های MAC سایر دستگاه‌ها تقسیم منطقی بار را تضمین می نماید. با این حال، اگر در شبکه فقط دو دستگاه که مستقیماً توسط یک لینک تجمیع شده با یکدیگر صحبت می‌کنند وجود داشته باشند، و همچنین اگر از الگوریتم تقسیم  بار مبتنی بر MAC استفاده نمایند به این معنی است که تمام ترافیک فقط از یکی از لینک های درون لینک تجمیع شده ارسال خواهد شد.

در چنین شرایطی استفاده از آدرس های IP در الگوریتم تقسیم بار ( Load Balancing ) عملکرد به مراتب بهتری خواهد داشت. در سوئیچ‌های سیسکو، بسته به نسخه سیستم عامل، دستور port-channel load-balance <algorithm> تنظیمات مورد نیاز ما را انجام خواهد داد. همچنین با گذاشتن علامت سوال در جایی که کلمه <algorithm> قرار گرفته لیستی از گزینه های موجود ارائه خواهد شد. اگر یک لینک به طور پیوسته بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، ممکن است ایده خوبی باشد که الگوریتم تقسیم بار خود را تغییر دهید.

توجه داشته باشید که وقتی الگوریتم یک دستگاه را تغییر می‌دهید، فقط نحوه رفتار آن دستگاه را هنگام ارسال بسته‌ها تغییر می‌دهید. اگر عدم تعادل در تقسیم ترافیک در مسیر مستقیم ورودی که نشان دهنده بسته های دریافتی است، اتفاق افتاده ، باید تغییرات الگوریتم در دستگاه مقابل انجام پذیرد.

اکثر مواقع از پروتکل 802.3ad  یا 802.1AX استفاده می گردد که در واقع Link Aggregation Control Protocol یا LACP نام دارد. همچنین پروتکل‌های اختصاصی مختلف تجمیع لینک نیز وجود دارد. قبل از توسعه استاندارد LACP روی برخی سوئیچ های سیسکو قابلیت Port Aggregation Protocol ( PAgP ) وجود داشت. سایر کمپانی هایی تولید کننده تجهیزات شبکه نیز ممکن است از استاندارد مختص خود برای تجمیع لینک استفاده نمایند.

PAgP یک پروتکل مختص سیسکو می باشد که هیچ مزیت قابل توجهی نسبت به پروتکل استاندارد LACP ندارد و بیشتر در مواقعی که یک دستگاه قدیمی سیسکو که قابلیت پشتیبانی از استاندارد LACP را ندارد، مورد استفاده قرار می گیرد.

سوالی که اینجا مطرح می گردد این است که آیا برای تنظیمات Link Aggregation صرفا از گزینه Active ( ON ) استفاده یا از LACP استفاده نماییم ؟

گزینه فعال ( Active ) به این معنی است که دستگاه به طور فعال وضعیت لینک را نظارت می نماید و به طور خودکار هر لینک ناموفق و قطع شده را از حالت تجمیع شده خارج می کند. بدیهی است که این ایده بسیار خوبی است زیرا به هم تحمل پذیری خطا ( Fault tolerance ) و هم اشتراک بار ( Load Sharing ) را در اختیار ما قرار می دهد. یکی از دلایل عدم استفاده از Active می تواند ناسازگاری باشد. اگر یک دستگاه در یک طرف لینک تشخیص دهد که اتصال یکی از لینک هایی که در Link aggregation مشارکت داشته دچار مشکل می باشد طرف دیگر نیز باید در این زمینه موافق باشد در غیر این صورت آن دستگاه که از این خرابی بی اطلاع است کماکان مبادرت به ارسال بسته ها از آن لینک نماید.

در بسیاری موارد مشاهده می شود که سرور ها و تجهیزات به درستی پیکربندی نمی گردند و این تنظیمات می بایست بسته به نیاز ها و تجهیزات زیرساخت سازمان به صورت اصولی انجام گیرد.

همانطور که قبلاً اشاره شده ، LACP در پروتکل 802.3ad تعریف و استاندارد شده است که این پروتکل مخصوص اترنت است. اما امروزه این دیگر صدق نمی کند. IEEE متوجه شد که تجمع لینک اساسا یک مفهوم اترنت نیست، بنابراین در سال 2008 آن را از گروه اترنت 802.3 به گروه استانداردهای 802.1 منتقل نمودند، که اکنون 802.1AX نام دارد.

همچنین دور از ذهن نیست که در آینده LAG ها از لینک های بی سیم ( Wireless ) پشتیبانی نمایند یا حتی تجمیع لینک های نا مشابه با سرعت ها و ویژگی های مختلف امکان پذیر گردد.

آموزش شبکه

کابل های شبکه مسی

تجهیزات فیبر نوری