EtherChannel: ترکیب چند لینک در یک اتصال منطقی واحد

محدودیتی که Spanning Tree روی لینک‌های افزونه اعمال می‌کند

پروتکل Spanning Tree، که پیش‌تر در این مجموعه بحث شد، مسئله حلقه را با مسدودکردن همه مسیرها به‌جز یکی بین دو سوئیچ حل می‌کند، حتی وقتی چند لینک فیزیکی بین آن‌ها وجود دارد. این امن است، اما هدررونده: یک کابل فیزیکی دوم، که به‌طور خاص برای افزونگی و پهنای باند اضافه خریداری و نصب شده، کاملاً بی‌کار در حالت مسدود می‌ماند، و هیچ بهره‌ای فراهم نمی‌کند مگر اینکه لینک اصلی شکست بخورد.

EtherChannel واقعاً چه کاری انجام می‌دهد

EtherChannel (پیاده‌سازی سیسکو از Link Aggregation) این را با بسته‌بندی چند لینک فیزیکی بین دو سوئیچ در یک اینترفیس منطقی واحد حل می‌کند. Spanning Tree فقط این یک بسته منطقی را می‌بیند، نه لینک‌های فیزیکی منفرد درون آن، پس هیچ لینک عضوی هرگز مسدود نمی‌شود — همه آن‌ها به‌طور فعال ترافیک را هم‌زمان حمل می‌کنند.

بدون EtherChannel: 2 لینک، STP یکی را مسدود می‌کند
  نتیجه: 1 Gbps پهنای باند قابل‌استفاده، بدون تسهیم بار

با EtherChannel: 2 لینک در Port-channel 1 بسته‌بندی می‌شوند
  نتیجه: تا 2 Gbps پهنای باند قابل‌استفاده
  (ترافیک بین هر دو لینک تسهیم‌بار می‌شود)،
  و اگر یک لینک فیزیکی شکست بخورد، ترافیک
  به‌طور خودکار کاملاً به‌سمت لینک باقی‌مانده
  تغییر می‌کند بدون نیاز به محاسبه مجدد STP

این بهره دوگانه — پهنای باند ترکیب‌شده و failover فوری بدون انتظار برای همگرایی STP، که پیش‌تر در این مجموعه بحث شد — دلیلی است که EtherChannel عمل استاندارد است هرجا لینک‌های افزونه بین دو سوئیچ یا بین یک سوئیچ و یک سرور وجود دارد.

تشکیل EtherChannel ایستا در مقابل پویا

یک بسته EtherChannel می‌تواند به‌صورت ایستا، بدون مذاکره، یا به‌صورت پویا، با استفاده از یک پروتکل مذاکره که تأیید می‌کند هر دو سمت روی پیکربندی بسته توافق دارند پیش از فعال‌کردن آن، تشکیل شود.

ایستا (حالت "on"):
  بدون مذاکره — هر دو سمت صرفاً فرض می‌کنند
  بسته به‌درستی پیکربندی شده
  ریسک: یک پیکربندی نادرست در یک سمت می‌تواند
  بی‌سروصدا یک بسته جزئی یا خراب ایجاد کند

چون حالت ایستا هیچ بررسی امنیتی‌ای فراهم نمی‌کند، به‌ندرت در محیط‌های تولیدی توصیه می‌شود — یک پروتکل مذاکره پویا تقریباً همیشه انتخاب بهتری است.

PAgP: پروتکل مذاکره اختصاصی سیسکو

PAgP (Port Aggregation Protocol) یک پروتکل اختصاصی سیسکو است که تشکیل EtherChannel بین دو دستگاه سیسکو را مذاکره و تأیید می‌کند.

حالت‌های PAgP:
Desirable - به‌طور فعال بسته‌های PAgP می‌فرستد،
            و تلاش می‌کند یک بسته را مذاکره کند
Auto      - به‌طور غیرفعال منتظر می‌ماند، فقط اگر
            سمت دیگر آغاز کند یک بسته تشکیل می‌دهد

ترکیب‌های معتبری که با موفقیت یک بسته تشکیل می‌دهند:
Desirable + Desirable  ✓
Desirable + Auto       ✓
Auto + Auto            ✗ (هیچ سمتی آغاز نمی‌کند)

LACP: استاندارد باز صنعتی

LACP (Link Aggregation Control Protocol, IEEE 802.3ad) همان هدف PAgP را خدمت می‌کند اما یک استاندارد فروشنده-خنثی است، که آن را به انتخاب درست هروقت یک بسته نیاز دارد یک دستگاه سیسکو را به تجهیزات غیر-سیسکو متصل کند تبدیل می‌کند.

حالت‌های LACP:
Active  - به‌طور فعال بسته‌های LACP می‌فرستد،
          و تلاش می‌کند یک بسته را مذاکره کند
Passive - به‌طور غیرفعال منتظر می‌ماند، فقط اگر
          سمت دیگر آغاز کند یک بسته تشکیل می‌دهد

ترکیب‌های معتبر:
Active + Active    ✓
Active + Passive   ✓
Passive + Passive  ✗ (هیچ سمتی آغاز نمی‌کند)

با داشتن انتخاب بین دو پروتکل روی یک شبکه کاملاً-سیسکو، LACP معمولاً در استقرارهای مدرن به‌طور خاص ترجیح داده می‌شود چون یک استاندارد باز است، که از هر وابستگی آینده به تجهیزات خاص-سیسکو برای آن لینک اجتناب می‌کند.

پیکربندی یک EtherChannel با LACP

Switch(config)# interface range gigabitethernet 1/0/1-2
Switch(config-if-range)# channel-group 1 mode active
Switch(config-if-range)# exit

Switch(config)# interface port-channel 1
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30

پیکربندی روی اینترفیس‌های عضو منفرد اعمال می‌شود تا آن‌ها را در گروه کانال قرار دهد، اما پیکربندی مداوم مانند تنظیمات ترانک، که پیش‌تر در این مجموعه بحث شد، روی اینترفیس منطقی Port-channel حاصل اعمال می‌شود، چون از آن نقطه به بعد بسته را به‌عنوان یک واحد واحد نمایش می‌دهد.

یک نیاز حیاتی: تطابق پیکربندی در سراسر لینک‌های عضو

هر پورت فیزیکی‌ای که به یک بسته EtherChannel می‌پیوندد باید پیکربندی یکسانی داشته باشد — همان سرعت، دوپلکس، عضویت VLAN یا تنظیمات ترانک، و VLAN بومی. یک عدم‌تطابق در هرکدام از این تنظیمات از تشکیل درست بسته جلوگیری می‌کند، یا در برخی موارد آن را تشکیل می‌دهد در حالی که بی‌سروصدا رفتار نادرست دارد.

پیکربندی نادرست رایج EtherChannel:
پورت 1: switchport mode trunk
پورت 2: switchport mode access

این عدم‌تطابق معمولاً از تشکیل بسته
به‌طور کامل جلوگیری می‌کند، و سوئیچ
یک خطا ثبت می‌کند به‌جای اینکه اجازه دهد
یک کانال ناسازگار فعال شود

تأیید وضعیت EtherChannel

Switch# show etherchannel summary

Group  Port-channel  Protocol   Ports
------+-------------+-----------+-----------------------
1      Po1(SU)       LACP       Gi1/0/1(P)  Gi1/0/2(P)

-- (P) نشان می‌دهد پورت یک عضو فعال و بسته‌شده است
-- (I) نشان می‌داد پورت منفرد است، با موفقیت
--     بسته نشده — یک نشانه از پیکربندی نادرست

show etherchannel summary دستور اصلی برای تأیید اینکه یک بسته به‌درستی تشکیل شده است، و بلافاصله آشکار می‌کند آیا هر پورت عضو مورد نظر به‌طور فعال مشارکت می‌کند (P) یا در پیوستن به بسته شکست خورده (I) — اولین جایی که باید نگاه کرد وقتی یک جفت لینک ظاهراً افزونه آن‌طور که انتظار می‌رود رفتار نمی‌کند.

چرا EtherChannel یک بلوک سازنده استاندارد است

EtherChannel در سراسر طراحی‌های شبکه سازمانی واقعی ظاهر می‌شود هرجا هم دسترس‌پذیری بالا و هم تجمیع پهنای باند اهمیت دارند — اتصال سوئیچ‌های هسته، اتصال سوئیچ‌ها به سرورها با چند رابط شبکه، و اتصال یک سوئیچ به یک فایروال یا load balancer. درک اینکه چگونه با Spanning Tree، که پیش‌تر در این مجموعه بحث شد، تعامل دارد، و تمایز بین مذاکره PAgP و LACP، برای هم طراحی توپولوژی‌های مقاوم و هم عیب‌یابی حالت‌های شکست خاصی که وقتی لینک‌های عضو یک بسته از هم‌گام‌بودن خارج می‌شوند رخ می‌دهند ضروری است.