Continuando con la serie de blog posts sobre las tecnologías más representativas a tener en cuenta a la hora de seleccionar switches, nos ocupamos en esta ocasión de las tecnologías de agregación de enlaces y agregación de puertos.

Pequeña reseña histórica sobre agregación de enlaces

En el desarrollo de los diferentes estándares Ethernet, típicamente cada nueva generación multiplicada por diez la capacidad de la generación anterior: 10 megabits/s, 100Mbits/s, 1000Mbits/s…

Cuando una aplicación requería una capacidad mayor, la opción disponible era migrar a la nueva o última generación Ethernet. Pero muchas veces, los costes de renovación de infraestructura podían ser muy altos, debido a la relativa novedad de las nuevas generaciones. Por otro lado, ese tipo de solución podía no aprovechar las inversiones realizadas hasta el momento.

Lo anterior hizo que algunos fabricantes empezaran a introducir soluciones propietarias para agregar la capacidad de varios enlaces. De esta forma, se podían conseguir mejoras de capacidad significativas, aprovechando la infraestructura existente.

La adopción de soluciones propietarias derivó en problemas de compatibilidad. Para solucionar esta situación, el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) desarrolló en marzo del año 2000 el estandar 802.3ad (LACP) para la agregación de canales Ethernet en el que se incluyó la posibilidad de una configuración automática y negociada entre los pares a cada extremo de un enlace.

¿Cómo funciona la agregación de enlaces o puertos?

La agregación de puertos o agregación de enlaces permite una serie de ventajas:

Aumento de capacidad: Mediante la agregación de enlaces, la capacidad total de la conexión entre dos dispositivos pasa a ser la de la suma de dichos enlaces.

Balanceo de carga: Se pueden aplicar diferentes técnicas de reparto de carga entre los enlaces de una agrupación. Algunas de dichas técnicas buscan minimizar el efecto de la posible desordenación de tramas.

Backup: Si falla alguno de los enlaces de una agrupación, el tráfico es repartido entre los enlaces que siguen operativos.

Configuración manual vs. automática: Típicamente los switches permiten la definición estática y manual de una agrupación de puertos o enlaces. Sin embargo, casi siempre se ofrece el protocolo LACP para que la agregación se haga de manera automatizada y dinámica en función de los cambios que se puedan dar en los diferentes enlaces. Esta negociación se lleva a cabo mediante tramas LACPDU y deja establecidos qué puertos de cada switch quedan asignados a un mismo enlace.

Los paquetes propios del protocolo LACP se envían a una determinada MAC de grupo multicast – 01:80:C2:00:00:02

En una primera fase LACP de descubrimiento, los paquetes LACP son enviados cada segundo. En fase LACP estable típicamente se pueden programar mecanismos de keep alive lentos (cada 30 segundos) o rápidos (cada segundo).

Mecanismos LACP de reparto de carga en agregación de enlaces

En implementaciones avanzadas de LACP se permiten programar diferentes mecanismos para el reparto de carga (load balancing):

• Reparto de carga en función de dirección MAC origen, destino o combinación de ambas
• Reparto de carga en función de dirección IP origen, destino o combinación de ambas
• Reparto de carga en función de direcciones IP origen y destino + puertos origen y destino de capa de transporte
• Modos avanzados que incluyen combinaciones de los criterios anteriores, más otros criterios basados en VLAN, protocolos de nivel 2, etc

Estos diferentes mecanismos buscan por un lado flexibilidad en el control del balanceo y la posibilidad de minimizar el desordenamiento de paquetes para las aplicaciones de niveles superiores.

Beneficios de LACP en agregación de enlaces

Frente a la agrupación estática de puertos, el uso de LACP permite que la detección de fallos se produzca automáticamente. En ciertos casos un enlace entre dos switches puede fallar sin que el equipo en uno de los extremos del enlace detecte la caída en ese puerto. En esta situación, el switch seguiré procesando tráfico por ese puerto causando al final que toda la comunicación falle.

Con la utilización de LACP, cada dispositivo se asegura de que su «peer» en el otro extremo soporta agregación de enlaces. Con agregación estática, cualquier fallo de cableado o de configuración podría resultar desapercibido y acabar en un comportamiento indeseado de la conexión.

Conclusiones de la agregación de enlaces o puertos

La agregación de puertos disponible en switches de gama profesional es una herramienta muy importante para una implementación de red óptima y flexible. Permite conseguir capacidades mayores a las de los enlaces individuales sin elevar innecesariamente los costes del despliegue. Así mismo, ofrece una fiabilidad superior que el uso de enlaces sencillos de normas superiores.

Este es un factor importante para los ingenieros de red que tienen que afrontar la planificación y despliegue de redes LAN, además de las inversiones necesarias en equipamiento.

La gama de switches Windbit soporta agregación de enlaces y protocolo LACP con una solución potente y flexible a la altura de los modelos más sofisticados del mercado.