Сетевой протокол канального уровня Spanning Tree достаточно широко распространен в современных сетях. Его используют для борьбы с закольцовыванием сетевой топологии. Однако, STP не позволяет полностью использовать каналы, к которым подключены несколько линков. Плюс к этому у STP относительно большое время сходимости и необходимость передавать трафик через корневой коммутатор, то есть единая точка отказа.

В качестве одной из альтернатив Spanning Tree можно воспользоваться MLAG. Multi‑Chassis Link Aggregation (MLAG) — технология, обеспечивающая балансировку нагрузки и надежность каналов. В этой статье рассматриваются значение, важность и потенциальные варианты использования MC‑LAG на различных уровнях сети.

Обзор LAG

Прежде чем углубляться в MLAG, давайте сначала разберемся, что такое группа агрегации каналов LAG. LAG позволяет объединить несколько физических интерфейсов Ethernet в единый логический интерфейс. Данное решение позволяет увеличить пропускную способность и надежность за счет объединения нескольких каналов Ethernet с низкой пропускной способностью в один канал с высокой. LAG отвечает растущим требованиям к передаче данных, обеспечивая более эффективную работу сети.

LAG также обеспечивает резервирование каналов, позволяя продолжать передачу данных в случае отказа одного из них, тем самым повышая надежность сети. Кроме того, LAG улучшает распределение трафика, равномерно распределяя его по агрегированным каналам, тем самым повышая общую эффективность использования каналов.

Технология LAG используется как при соединении коммутаторов между собой, так и при подключении серверов к коммутаторам. Тем самым мы можем обеспечить бОльшую пропускную способность и надежность на различных отрезках сети.

Что такое MLAG

MLAG (Multi‑Chassis Link Aggregation) — это технология в компьютерных сетях, направленная на повышение резервирования и доступности сети. Она позволяет нескольким коммутаторам работать как единое логическое устройство, обеспечивая резервирование как на уровне каналов, так и на уровне коммутаторов.

В традиционных схемах агрегации каналов несколько физических каналов группируются между коммутаторами или между коммутатором и сервером для увеличения пропускной способности и обеспечения отказоустойчивости. Однако в стандартной конфигурации LAG все каналы в группе обычно подключаются к одному коммутатору.

Технология MLAG оптимизировала этот процесс за счёт координации состояний пересылки между коммутаторами, упрощения обмена информацией о подключённых устройствах и обеспечения равномерного распределения трафика по каналам.

MLAG часто используется в средах центров обработки данных, где критически важны высокая доступность и резервирование. В случае выхода из строя одного коммутатора другой коммутатор в паре MLAG может продолжить обработку трафика, минимизируя время простоя. Эта технология способствует повышению надёжности и отказоустойчивости сетевых архитектур.

Говоря о надежности и отказоустойчивости стоит сравнить MLAG и LACP. Может показаться что это схожие технологии, но на самом деле это не так. MLAG (Multi‑Chassis Link Aggregation) и LACP (Link Aggregation Control Protocol) — это не одно и то же. Основная цель MLAG — обеспечить резервное копирование на уровне системы в случае отказа одного из шасси. В то время, как протокол LACP упрощает объединение нескольких физических портов в один логический канал.

Оба метода позволяют увеличивать пропускную способность и обеспечивать отказоустойчивость, но MLAG работает на уровне нескольких коммутаторов, а LACP — внутри одного устройства.

Зачем нужен MLAG?

За последние несколько лет технология MLAG приобрела значительную популярность, однако её развитие не было стремительным.

В традиционных сетях центров обработки данных используются резервные устройства и каналы связи для обеспечения оптимальной надёжности. Для решения таких проблем, как неполное использование каналов связи и дорогостоящее обслуживание сети, внедрение технологии стекирования позволяет виртуализировать несколько коммутаторов центра обработки данных в один. Такой подход оптимизирует развертывание сети, минимизируя сопутствующие расходы на обслуживание.

Для решения проблемы растущего трафика услуг и повышения надёжности сети была разработана технология MLAG. MLAG значительно повышает устойчивость сети, устраняя единые точки отказа. Благодаря возможности распределения трафика по нескольким каналам связи и коммутаторам, сеть становится более отказоустойчивой, обеспечивая непрерывную работу даже при сбоях оборудования или отказе каналов связи.

Эффективная балансировка нагрузки критически важна для оптимизации производительности сети. MLAG интеллектуально распределяет трафик по доступным каналам, предотвращая перегрузки и обеспечивая плавный и сбалансированный поток данных. Это не только улучшает пользовательский опыт, но и максимально эффективно использует сетевые ресурсы.

MLAG гарантирует, что обновление одного коммутатора не повлияет на работу другого, повышая надежность сети.

MLAG обычно используется в виртуализированных средах для обеспечения резервирования виртуальных сетей. Он хорошо интегрируется с технологиями виртуализации и платформами облачных вычислений, обеспечивая более гибкую и надежную инфраструктуру.

Далее давайте рассмотрим сценарии применения M‑LAG.

Развертывание MLAG на уровне агрегации

С помощью MLAG можно установить сетевое соединение между коммутаторами уровня агрегации и уровня доступа. Это устраняет необходимость в протоколе STP (Spanning Tree Protocol). По сравнению с традиционными механизмами защиты от точек отказа STP, эта архитектура обеспечивает большую прозрачность логической топологии и повышает эффективность использования канала. При использовании устройств, сопряжённых по схеме MLAG, обеспечивается независимость их плоскости управления, при этом взаимодействуют только плоскости протоколов. Кроме того, она предоставляет пользователям возможность индивидуального обновления устройств, что значительно упрощает процедуры обслуживания.

Реализация MLAG на уровне доступа

Далее рассмотрим развертывание MLAG на коммутаторах доступа. Здесь сервер подключен к двум коммутаторам доступа через две сетевые карты, работающие в режиме «active‑active». Две сетевые карты сервера используют один и тот же MAC‑адрес и балансировку нагрузки на основе потоков. Следовательно, порты, подключенные к серверу, настраиваются как Eth‑Trunk через MLAG, что обеспечивает синхронизацию как MAC‑адресов, так и записей ARP для этих портов.

О недостатках MLAG

Как и у любого другого решения, у технологии MLAG есть свои недостатки. К ним можно отнести относительно сложный процесс настройки, требующий правильного указания параметров для каналов и агрегации портов между одноранговыми коммутаторами. Неправильная настройка может привести к сбою сети или снижению производительности.

Также, существует сильная зависимость от высокоскоростного канала связи между одноранговыми коммутаторами MLAG. Выход из строя этого канала может привести к сбоям в работе сети или нестабильной работе.

Из‑за того, что MLAG — это специализированная технология агрегации каналов, могут возникнуть проблемы совместимости с устройствами разных производителей, что ограничивает выбор устройств и снижает гибкость развертывания.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели технологию MLAG, предназначенную для агрегации каналов при использовании нескольких коммутаторов и широко применяемую в центрах обработки данных и корпоративных сетях.

Благодаря MLAG мы можем обеспечить отказоустойчивость и балансировку нагрузку в сети, тем самым сделав ее функционирование более надежным и быстрым.

Если вы хотите не просто пользоваться MLAG как «чёрным ящиком», а осознанно проектировать и отлаживать сети под высокие нагрузки, имеет смысл посмотреть в сторону курса OTUS «Network Engineer. Professional». В нём на практике разбираются BGP, OSPF, IS-IS, VPN поверх IPSec, адресное планирование IPv4/IPv6 и траблшутинг — тот набор компетенций, который нужен мидл-сетевому инженеру в реальных корпоративных инфраструктурах. Курс подойдёт специалистам, которые уже работают с сетями и готовы переходить к более сложным архитектурным задачам.

Чтобы узнать, подойдет ли вам программа курса, пройдите вступительный тест. А чтобы узнать больше о формате обучения и познакомиться с преподавателями, приходите на бесплатные демо-уроки:

• 26 ноября: «Протоколы маршрутизации и резервирование: или как быстро перестроить таблицу маршрутизации не привлекая внимание». Записаться

• 17 декабря: «Дирижируем сетевым оркестром: маршрутизация на основе политик (PBR)». Записаться