Konfiguracja agregacji połączeń w Astraada NET
Kurs konfiguracji switchy zarządzalnych Astraada NET, odc. 8

W tym odcinku kontynuujemy temat połączeń redundantnych. Tym razem skupimy się na agregacji połączeń.

Co to jest agregowanie połączeń i po co się je stosuje?

Agregowanie połączeń (zwane inaczej trunkowaniem połączeń) jest to funkcja, która pozwala na połączenie kilku fizycznych interfejsów switcha (portów) w jeden logiczny port. Dzięki temu zwiększa się prędkość i przepustowość transmisji danych oraz zapewnia się odporność na awarie – jeśli jeden kabel przestanie działać, pozostałe nadal utrzymują połączenie pomiędzy switchami. To rozwiązanie przydaje się tam, gdzie przesyłane są duże ilości danych, np. z kamer przemysłowych, sterowników PLC czy systemów SCADA.

Jakie problemy po stronie użytkownika rozwiązuje agregacja?

Agregacja pozwala na uzyskanie połączenia redundantnego (nadmiarowego), co poprawia bezpieczeństwo sieci oraz zwiększa przepustowość połączenia. Z agregacją jest tak, jak z drogą krajową między dwoma miastami: jeśli jest tylko jeden pas ruchu, to cała komunikacja musi się nim odbywać. Gdy pojawi się więcej samochodów (więcej danych do przesłania), szybko tworzą się korki i spada przepustowość. Dodając więcej pasów ruchu (połączeń) poprawiamy przepustowość.

Typy agregacji: Static Trunk czy 802.3ad LACP?

W switchach przemysłowych wyróżniamy dwa tryby agregacji połączeń:

1. Ręczny (Static Trunk) – to najprostsza forma trunkingu. Switch nie przeprowadza żadnej negocjacji ani nie sprawdza, czy drugi switch jest poprawnie skonfigurowany. W przypadku zerwania jednego z połączeń komunikacja nadal będzie się odbywała pozostałymi kanałami, jednak część pakietów może zostać utracona, gdyż nie ma protokołu zarządzającego zagregowanymi portami. Zaletą takiego rozwiązania jest szybsze zestawienie połączenia (ponieważ nie ma negocjacji pomiędzy switchami). Wadą tego rozwiązania jest natomiast brak wykrywania automatycznie awarii portów – jeśli jeden kabel przestanie działać, sieć może działać niestabilnie lub całkowicie się rozłączyć.

2. Dynamiczny (protokół LACP) – to protokół, który pozwala obsługującym go switchom automatyczne zestawiać połączenia między urządzeniami oraz wymieniać informacje o statusie zagregowanych połączeń. Switche „wiedzą”, które porty są częścią agregacji. Kiedy jedno z połączeń zostanie zerwane, komunikacja zostanie automatycznie rozłożona na pozostałe porty, dzięki czemu żadne informacje nie zostaną utracone. LACP zapewnia elastyczne zarządzanie przepustowością i znacząco zwiększa niezawodność połączeń. Jest szczególnie przydatny w większych lub dynamicznych topologiach sieciowych w których wysoka dostępność odgrywa kluczową rolę.

Tabela poniżej obrazuje różnice między trybami.

Podsumowując: jeśli tylko mamy taką możliwość, należy wybierać protokół LACP, jednak bardzo ważne jest, aby drugi switch również obsługiwał ten protokół. W innym przypadku jesteśmy zmuszeni do użycia trybu ręcznego.

Jakie są wymagania, by komunikacja działała prawidłowo?

• Oba urządzenia muszą obsługiwać LACP – zarówno switche, jak i podłączone urządzenia (np. serwery, inne switche).
• Porty muszą mieć taką samą prędkość i tryb duplex – np. 1 Gbps full duplex na wszystkich portach grupy.
• Porty muszą być skonfigurowane jako członkowie tej samej grupy agregacji (LAG) – aby działały jako jedno logiczne łącze.
• Konfiguracja LACP musi być zgodna po obu stronach połączenia – protokół negocjuje parametry, ale podstawowa konfiguracja musi być spójna.
• Kable i sprzęt muszą spełniać standardy fizyczne – dobra jakość połączeń i odpowiednie kable Ethernet (np. Cat5e lub lepsze dla 1 Gbps).

Jak wygląda konfiguracja Port Trunking w Astraada NET?

Konfigurację pokażemy na przykładzie, w którym zostanie stworzone zagregowane połączenie z jednym switchem w trybie LACP. Agregowane będą porty 1, 2, 3.

Pierwszym krokiem będzie skonfigurowanie ustawień na web serwerze, kolejnym –  fizyczne wykonanie połączeń. Przed przystąpieniem do konfiguracji urządzenia upewnij się, że na switchu nie są aktywne żadne VLAN-y ani inne niestandardowe ustawienia sieciowe. Obecność istniejących konfiguracji może powodować konflikty i zaburzyć poprawne działanie ćwiczeń związanych z agregacją (port trunking).

Najlepszym rozwiązaniem jest przywrócenie ustawień fabrycznych switcha. Dzięki temu będziemy mogli rozpocząć konfigurację od zera i skupić się wyłącznie na zrozumieniu agregacji. Pamiętaj, aby zachować adresy IP przy przywracaniu ustawień fabrycznych. Przywracanie ustawień fabrycznych omawialiśmy w odcinku 5.

1. Zaloguj się do WEB serwera.

2. Przejdź do Switch Management > Port Trunking > Port Trunking Basic Settings.

3. Wybierz Enable w Port Trunking.

4. Potwierdź przyciskiem Apply.

Po zatwierdzeniu pozostałe parametry ustawią się na domyślne wartości, takie jak na ilustracji powyżej. W tym przykładzie pozostaw je bez zmian, oznaczają one:

• System Priority – wpisując wartość z zakresu 0-32768 ustalasz priorytet tego urządzenia w zarządzaniu agregacją. Im niższa wartość, tym wyższy priorytet.
• System ID – jest to adres MAC używany jako identyfikator systemu w LACP.
• Load Policy – określa, na jakiej podstawie będzie dzielony ruch sieciowy pomiędzy porty w grupie agregacyjnej.

Następnie przejdź do Aggregation Config.

W tym miejscu określamy, które porty będą zagregowane ze sobą, czy agregacja będzie w trybie ręcznym czy automatycznym (LACP) oraz do którego kanału agregującego będą porty przyporządkowane. Aby to zrobić, wykonaj następujące kroki:

1. Kliknij na pierwszy wiersz, a następnie naciśnij przycisk EDIT.

2. Oznacz porty, które mają być zagregowane oraz wybierz tryb agregacji (w pokazanym przykładzie LACP).

3. Potwierdź przyciskiem Confirm.

4. Zatwierdź przyciskiem Apply.

5. Powtórz dokładnie te same czynności na drugim switchu zwracając uwagę, aby porty były przyporządkowane do tego samego kanału (Port Trunking channel ID)

6. Połącz fizycznie odpowiednie porty na switchach, zgodnie ze schematem:

7. Pamiętaj, aby zapisać ustawienia do pamięci flash w sekcji Save Configuration, w innym wypadku po restarcie zasilania konfiguracja może zostać skasowana.

Diagnostyka Port Trunking – gdzie można sprawdzić status jak to działa?

Aby sprawdzić status połączenia agregowanego, przejdź do System monitoring > Port Trunking Status.

Jakie stany występują i co oznaczają?

• Aggregation – port jest potencjalnym kandydatem do agregacji.
• Individual – port może być obsługiwany tylko jako indywidualne łącze.
• Sync – port został prawidłowo podpięty i jest zsynchronizowany z drugim urządzeniem.
• Collecting – port odbiera dane i będzie działać, dopóki nie zostanie ręcznie wyłączony lub nie pojawi się problem w konfiguracji.
• Distributing – port wysyła dane na zewnątrz.
• Defaulted – port używa domyślnych ustawień partnera sieciowego, które zostały wcześniej skonfigurowane.
• Expired – port nie otrzymał informacji od drugiego urządzenia w wymaganym czasie, co może oznaczać problem w połączeniu.

W kolejnym kroku przetestuj działanie portu agregującego przez:

• Odłączanie kolejno połączeń i sprawdzanie, czy komunikacja nadal działa.
• Zmianę trybu na ręczny i zobaczenie różnic w zachowaniu się komunikacji – największą różnicą jest brak możliwości poinformowania o problemach w komunikacji, spowodowanych np. brakiem skonfigurowania agregacji na drugim switchu.

Podsumowując: agregacja połączeń to niezwykle przydatna funkcjonalność, która zwiększa zarówno przepustowość, jak i niezawodność sieci. Dzięki niej możliwe jest efektywne rozłożenie ruchu oraz zabezpieczenie przed awarią pojedynczych połączeń. Dodatkowo konfiguracja jest prosta i intuicyjna, co sprawia, że wdrożenie tego rozwiązania w praktycznym środowisku jest szybkie i bezproblemowe.

Autor kursu:

Krzysztof Stysiek

Stażysta ASTOR. Student Inżynierii i Zarządzania Procesami Przemysłowymi na AGH. W wolnym czasie wędruje po górach, czyta książki fantasy i rozwija swoje umiejętności w tańcu towarzyskim.