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Balanceamento de carga para interfaces de ethernet agregadas

O balanceamento de carga é feito na Camada 2 em todos os links de membros, tornando a configuração melhor sem congestionamento e mantendo a redundância. Os tópicos abaixo discutem a visão geral do balanceamento de carga, configuração do balanceamento de carga com base em endereços MAC e no link LAG, entendendo a consistência por meio de hashing resiliente.

Configuração do balanceamento de carga com base em endereços MAC

O mecanismo chave de hash para balanceamento de carga usa informações de controle de acesso de mídia (MAC) de Camada 2, como fonte de quadro e endereço de destino. Para equilibrar o tráfego com base nas informações MAC da Camada 2, inclua a multiservice declaração no [edit forwarding-options hash-key] nível ou [edit chassis fpc slot number pic PIC number hash-key] hierarquia:

Para incluir as informações MAC de endereço de destino na chave de hash, inclua a opção destination-mac . Para incluir as informações MAC de endereço de origem na chave de hash, inclua a opção source-mac .

Nota:

Quaisquer pacotes que tenham o mesmo endereço de origem e destino serão enviados pelo mesmo caminho.

Nota:

Você pode configurar o balanceamento de carga por pacote para otimizar os fluxos de tráfego EVPN em vários caminhos.

Nota:

Os links agregados de membros da Ethernet agora usarão o endereço MAC físico como endereço MAC de origem em pacotes OAM de 802,3ah.

Exemplo: configuração do balanceamento de carga multicast para uso com interfaces ethernet agregadas de 10 Gigabits em switches EX8200

Os switches EX8200 oferecem suporte a balanceamento de carga multicast em grupos de agregação de enlaces (LAGs). O balanceamento de carga multicast distribui uniformemente o tráfego multicast roteado de Camada 3 pelos LAGs, você pode agregar até doze links Ethernet de 10 gigabits para formar um link virtual ou LAG de 120 gigabits. O cliente MAC pode tratar este link virtual como se fosse um único link para aumentar a largura de banda, fornecer degradação graciosa à medida que ocorrem falhas de enlace e aumentar a disponibilidade. Nos switches EX8200, o balanceamento de carga multicast é habilitado por padrão. No entanto, se ele for explicitamente desativado, você pode reenable-lo. .

Nota:

Uma interface com um endereço IP já configurado não pode fazer parte do LAG.

Nota:

Apenas switches autônomos EX8200 com links de 10 gigabits oferecem suporte a balanceamento de carga multicast. O Virtual Chassis não oferece suporte a balanceamento de carga multicast.

Este exemplo mostra como configurar um LAG e um balanceamento de carga multicast reenável:

Requisitos

Este exemplo usa os seguintes componentes de hardware e software:

  • Dois switches EX8200, um usado como switch de acesso e outro usado como switch de distribuição

  • Versão 12.2 ou posterior do Junos OS para switches da Série EX

Antes de começar:

Visão geral e topologia

O balanceamento de carga multicast usa um dos sete algoritmos de hashing para equilibrar o tráfego entre os links individuais de 10 gigabits no LAG. Para obter uma descrição dos algoritmos de hashing, veja o equilíbrio entre cargas multicast. O algoritmo de hashing padrão é crc-sgip. Você pode experimentar os diferentes algoritmos de hashing até determinar o que melhor equilibra o seu tráfego multicast roteado de Camada 3.

Quando um link maior que 10 gigabits é necessário em um switch EX8200, você pode combinar até doze links de 10 gigabits para criar mais largura de banda. Este exemplo usa o recurso de agregação de links para combinar quatro links de 10 gigabits em um link de 40 gigabits no switch de distribuição. Além disso, o balanceamento de carga multicast é habilitado para garantir até mesmo a distribuição do tráfego multicast roteado de Camada 3 no link de 40 gigabits. Na topologia de amostra ilustrada na Figura 2, um switch EX8200 na camada de distribuição é conectado a um switch EX8200 na camada de acesso.

Nota:

A velocidade do enlace é determinada automaticamente com base no tamanho do LAG configurado. Por exemplo, se um LAG é composto por quatro links de 10 gigabits, a velocidade do link é de 40 gigabits por segundo).

Nota:

O algoritmo de hashing padrão, crc-sgip, envolve uma verificação de redundância cíclica tanto da fonte de pacotes multicast quanto dos endereços IP do grupo.

Figura 2: 40 Gigabit LAG composto por quatro links 40-Gigabit LAG Composed of Four 10-Gigabit Links de 10 Gigabit

Você configurará um LAG em cada switch e um balanceamento de carga multicast reencável. Quando reencável, o balanceamento de carga multicast entrará automaticamente em vigor no LAG, e a velocidade é definida para 10 gigabits por segundo para cada link no LAG. A velocidade do link para o LAG de 40 gigabits é definida automaticamente para 40 gigabits por segundo.

Configuração

Procedimento

Configuração rápida da CLI

Para configurar este exemplo rapidamente, copie os seguintes comandos, cole-os em um arquivo de texto, remova qualquer quebra de linha, altere os detalhes necessários para combinar com a configuração da sua rede e, em seguida, copie e cole os comandos no CLI no nível de [edit] hierarquia.

Procedimento passo a passo

Para configurar um LAG e reenable multicast balanceamento de carga:

  1. Especifique o número de interfaces Ethernet agregadas a serem criadas:

  2. Especifique o número mínimo de links para a interface Ethernet agregada (aex), ou seja, o LAG, a ser rotulado up:

    Nota:

    Por padrão, apenas um link precisa estar disponível para que o LAG seja rotulado up.

  3. Especifique os quatro membros a serem incluídos no LAG:

  4. Balanceamento de carga multicast reenável:

    Nota:

    Você não precisa definir a velocidade do enlace como faz para LAGs que não usam balanceamento de carga multicast. A velocidade do link é definida automaticamente para 40 gigabits por segundo em um LAG de 40 gigabits.

  5. Você pode mudar opcionalmente o valor da opção hash-mode na declaração de equilíbrio de carga multicast para experimentar diferentes algoritmos até encontrar o que melhor distribui seu tráfego multicast roteado de Camada 3.

    Se você mudar o algoritmo de hashing quando o balanceamento de carga multicast for desativado, o novo algoritmo entra em vigor após o balanceamento de carga multicast reenável.

Resultados

Confira os resultados da configuração:

Verificação

Para confirmar que a configuração está funcionando corretamente, execute essas tarefas:

Verificando o status de uma interface LAG

Propósito

Verifique se um grupo de agregação de enlaces (LAG) (ae0) foi criado no switch.

Ação

Verifique se o ae0 LAG foi criado:

Significado

O nome de interface aex indica que este é um LAG. Um significa agregado, e E significa Ethernet. O número diferencia os vários LAGs.

Verificação do balanceamento de carga multicast

Propósito

Verifique se o tráfego é equilibrado igualmente entre caminhos.

Ação

Verifique o balanceamento de carga nas quatro interfaces:

Significado

As interfaces devem estar transportando aproximadamente a mesma quantidade de tráfego.

Balanceamento dinâmico de carga

O balanceamento de carga é usado para garantir que o tráfego de rede seja distribuído da forma mais uniforme possível entre os membros em um determinado ECMP (roteamento multi-caminho de custo igual) ou LAG (Link Aggregation Group). Em geral, o balanceamento de carga é classificado como estático ou dinâmico. Os cálculos de balanceamento de carga estático (SLB) são baseados apenas no conteúdo do pacote (por exemplo, IP de origem, IP de destino etc.). A maior vantagem do SLB é que o pedido de pacotes é garantido, pois todos os pacotes de um determinado fluxo tomam o mesmo caminho. No entanto, como o mecanismo SLB não considera o caminho ou a carga do enlace, a rede frequentemente experimenta os seguintes problemas:

  • Utilização ruim de largura de banda de enlace

  • O elefante flui em um único link caindo completamente os fluxos de ratos nele.

O balanceamento dinâmico de carga (DLB) é uma melhoria em cima do SLB.

Para ECMP, você pode configurar o DLB globalmente, enquanto para LAG, você o configura para cada interface Ethernet agregada. Você pode aplicar DLB no tipo de ether selecionado (IPv4, IPv6 e MPLS) com base na configuração. Se você não configurar nenhum tipo de ether, o DLB será aplicado a todos os EtherTypes. Observe que você deve configurar explicitamente o modo DLB porque não há modo padrão.

Nota:
  • A partir do Junos OS Release 22.3R1-EVO, os switches QFX5130-32CD oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga para ECMP e LAG.

  • A partir do Junos OS Release 19.4R1, QFX5120-32C e switches QFX5120-48Y oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga para ECMP e LAG. Para LAG, o DLB deve ser configurado de acordo com a interface de ethernet agregada.

  • A partir do Junos OS evolved Release 19.4R2, os switches QFX5220 oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga (DLB) para ECMP. Para ECMP, o DLB deve ser configurado globalmente.

  • Você não pode configurar tanto o DLB quanto o hashing resiliente ao mesmo tempo. Caso contrário, um erro de confirmação será jogado.

  • O DLB é aplicável apenas para tráfego unicast.

  • O DLB não é suportado quando o LAG é um dos membros do ECMP de saída.

  • O DLB não é compatível com membros de LAG remotos.

  • O DLB não é compatível com Virtual Chassis e Virtual Chassis Fabric (VCF).

  • O DLB no LAG e o hiGig-trunk não são suportados ao mesmo tempo.

  • QFX5220 switches não suportaM DLB no LAG.

Tabela 2: Plataformas que oferecem suporte ao balanceamento dinâmico de carga para ECMP/LAG

Plataforma

Suporte de DLB para ECMP

Suporte de DLB para LAG

QFX5120-32C

Sim

Sim

QFX5120-48Y

Sim

Sim

QFX5220

Sim

Não

Você pode usar os seguintes modos DLB para equilibrar o tráfego:

  • Por modo de pacote

    Neste modo, o DLB é iniciado para cada pacote no fluxo. Esse modo garante que o pacote sempre seja atribuído à porta de membro de melhor qualidade. No entanto, neste modo, o DLB pode experimentar problemas de reordenamento de pacotes que podem surgir devido a desvios de latência.

  • Modo Flowlet

    Esse modo depende da atribuição de links com base em fluxos em vez de fluxos. O tráfego de aplicativos no mundo real depende de mecanismos de controle de fluxo de protocolos de transporte de camada superior, como o TCP, que reduzem a taxa de transmissão. Como resultado, as flowlets são criadas. Você pode considerar as fluxolets como várias rajadas do mesmo fluxo separadas por um período de inatividade entre essas rajadas — esse período de inatividade é referido como o intervalo de inatividade. O intervalo de inatividade serve como critério de demarcação para a identificação de novos fluxos e é oferecido como uma declaração configurável pelo usuário sob a configuração DLB. Nesse modo, o DLB é iniciado por fluxo — isto é, para o novo fluxo, bem como para o fluxo existente que está inativo por um período suficientemente longo de tempo (configurado inactivity-interval). O problema de reordenação de cada modo de pacote é resolvido neste modo, pois todos os pacotes em um fluxo tomam o mesmo link. Se o inactivity-interval valor estiver configurado para ser superior à latência máxima em todos os caminhos ECMP, então você pode evitar a reordenação de pacotes em fluxos enquanto aumenta a utilização de links de todos os links ECMP disponíveis.

  • Modo de fluxo atribuído

    Você pode usar o modo de fluxo atribuído para desabilitar seletivamente o reequilíbrio por um período de tempo para isolar fontes de problemas. Você não pode usar este modo para DLB em tempo real ou prever as portas de saída que serão selecionadas usando este modo porque o modo de fluxo atribuído não considera a carga de porta e o tamanho da fila.

Nota:

Aqui estão alguns dos comportamentos importantes do DLB:

  • O DLB é aplicável apenas para EtherTypes de entrada.

  • Do ponto de vista do DLB, os pacotes de grupo de agregação de enlaces de Camada 2 e Camada 3 (LAG) são considerados os mesmos.

  • A utilização do link não será ideal se você usar o balanceamento dinâmico de carga em pacotes assimétricos — ou seja, em links ECMP com diferentes capacidades de membro.

  • Com o DLB, nenhuma mudança de fluxo acontece quando um novo link é adicionado por pacote e modos de fluxo atribuídos. Isso pode causar uso abaixo do ideal em cenários de flap de link onde um link utilizado pode não ser utilizado após passar por uma aba se nenhum novo fluxo ou fluxos for visto após a aba.

Benefícios

  • O DLB considera a utilização da largura de banda dos membros, juntamente com o conteúdo do pacote para a seleção dos membros. Como resultado, conseguimos uma melhor utilização de links com base em cargas de enlace em tempo real.

  • O DLB garante que as ligações presas pelos fluxos de elefantes não sejam usadas pelos fluxos de camundongos. Assim, ao usar DLB, evitamos quedas de colisão de hash que ocorrem com SLB. Ou seja, com o DLB os links estão espalhados e, portanto, a colisão e a consequente queda de pacotes são evitados.

Configuração do balanceamento dinâmico de carga

Este tópico descreve como configurar o balanceamento dinâmico de carga (DLB) no modo flowlet.

A partir do Junos OS Release 19.4R1, QFX5120-32C e switches QFX5120-48Y oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga para ECMP e LAG. Para LAG, o DLB deve ser configurado de acordo com a interface de ethernet agregada.

A partir do Junos OS evolved Release 19.4R2, os switches QFX5220 oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga (DLB) para ECMP. Para ECMP, o DLB deve ser configurado globalmente.

Configuração de DLB para ECMP (modo Flowlet)

Para configurar o balanceamento dinâmico de carga para ECMP com o modo flowlet (switches QFX5120-32C, QFX5120-48Y e QFX5220):

  1. Habilite o balanceamento dinâmico de carga com o modo flowlet:
  2. (Opcional) Configure o inactivity-interval valor — intervalo mínimo de inatividade (em micro segundos) para a re atribuição do link:
  3. (Opcional) Configure o balanceamento dinâmico de carga com ether-type:
  4. (Opcional) Você pode ver as opções configuradas para balanceamento dinâmico de carga no ECMP usando comando show forwarding-options enhanced-hash-key .

Da mesma forma, você pode configurar DLB para ECMP com cada pacote ou modo de fluxo atribuído .

Configuração de DLB para LAG (modo Flowlet)

Antes de começar, crie um pacote agregado de ethernet (AE), configurando um conjunto de interfaces de roteador como Ethernet agregada e com um identificador de grupo agregado específico (AE).

Para configurar o balanceamento dinâmico de carga para LAG com o modo flowlet (QFX5120-32C e QFX5120-48Y):

  1. Habilite o balanceamento dinâmico de carga com o modo flowlet:

  2. (Opcional) Configure o inactivity-interval valor — intervalo mínimo de inatividade (em micro segundos) para a re atribuição do link:

  3. (Opcional) Configure o balanceamento dinâmico de carga com ether-type:

  4. (Opcional) Você pode ver as opções configuradas para balanceamento dinâmico de carga no LAG usando comando show forwarding-options enhanced-hash-key .

Da mesma forma, você pode configurar o DLB para LAG por pacote ou modo de fluxo atribuído .

Exemplo: configure o balanceamento dinâmico de carga

Este exemplo mostra como configurar o balanceamento dinâmico de carga.

Requisitos

Este exemplo usa os seguintes componentes de hardware e software:

  • Dois switches QFX5120-32C ou QFX5120-48Y

  • Junos OS Release 19.4R1 ou posterior em execução em todos os dispositivos

Visão geral

O balanceamento dinâmico de carga (DLB) é uma melhoria em cima do SLB.

Para ECMP, você pode configurar o DLB globalmente, enquanto para LAG, você o configura para cada interface Ethernet agregada. Você pode aplicar DLB em tipos de ether selecionados, como IPv4, IPv6 e MPLS com base na configuração. Se você não configurar nenhum tipo de ether, o DLB será aplicado a todos os EtherTypes. Observe que você deve configurar explicitamente o modo DLB porque não há modo padrão.

Nota:
  • A partir do Junos OS Release 19.4R1, QFX5120-32C e switches QFX5120-48Y oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga tanto no ECMP quanto no LAG.

  • Você não pode configurar o DLB e o Hashing resiliente ao mesmo tempo. Caso contrário, o erro de confirmação será jogado.

Topologia

Nesta topologia, tanto o R0 quanto o R1 estão conectados.

Figura 3: Balanceamento dinâmico de Dynamic Load Balancing carga
Nota:

Este exemplo mostra a configuração estática. Você também pode adicionar configuração com protocolos dinâmicos.

Configuração

Configuração rápida da CLI

Para configurar este exemplo rapidamente, copie os seguintes comandos, cole-os em um arquivo de texto, remova qualquer quebra de linha, altere os detalhes necessários para combinar com a configuração da sua rede e, em seguida, copie e cole os comandos no CLI no nível de [edit] hierarquia.

R0

R1

Configure o balanceamento dinâmico de carga para LAG (QFX5120-32C e QFX5120-48Y)

Procedimento passo a passo

O exemplo a seguir exige que você navegue por vários níveis na hierarquia de configuração. Para obter informações sobre como navegar na CLI, consulte Usando o Editor de CLI no modo de configuração.

Para configurar o roteador R0:

Nota:

Repita este procedimento para os outros roteadores, depois de modificar os nomes, endereços e quaisquer outros parâmetros apropriados para cada roteador.

  1. Configure o Grupo de agregação de enlaces (LAG).

    Após a configuração do LAG, na seção de verificação, execute as etapas na verificação da carga de tráfego antes de configurar o recurso de balanceamento dinâmico de carga na seção LAG , para verificar a configuração ou a carga de tráfego antes de configurar o DLB.

  2. Configure o balanceamento dinâmico de carga com o modo por pacote para LAG.

    Depois de configurar o DLB, na seção de verificação, execute as etapas na verificação da carga de tráfego após a configuração do recurso de balanceamento dinâmico de carga na seção LAG , para verificar a configuração ou a carga de tráfego antes de configurar o DLB.

Configure o balanceamento dinâmico de carga para switches ECMP (QFX5120-32C, QFX5120-48Y e QFX5220)

Procedimento passo a passo

O exemplo a seguir exige que você navegue por vários níveis na hierarquia de configuração. Para obter informações sobre como navegar na CLI, consulte Usando o Editor de CLI no modo de configuração.

Para configurar o roteador R0:

Nota:

Repita este procedimento para os outros roteadores, depois de modificar os nomes, endereços e quaisquer outros parâmetros apropriados para cada roteador.

  1. Configure o link de interface Ethernet Gigabit que se conecta do R0 ao R1.

  2. Crie as rotas estáticas:

  3. Aplique a política de balanceamento de carga. O recurso dinâmico de balanceamento de carga requer que os próximos saltos ECMP estejam presentes na tabela de encaminhamento.

  4. Configure o balanceamento dinâmico de carga com modo por pacote para ECMP.

  5. No R1, configure o link da interface Ethernet Gigabit.

Verificação

Confirme se a configuração está funcionando corretamente.

Verifique a carga de tráfego antes de configurar o recurso de balanceamento dinâmico de carga no LAG
Propósito

Verifique antes que o recurso DLB esteja configurado no Grupo de agregação de links.

Ação

A partir do modo operacional, execute o show interfaces interface-name | match pps comando.

Verifique a carga de tráfego após configurar o recurso de balanceamento dinâmico de carga no LAG
Propósito

Verifique se os pacotes recebidos no R0 estão equilibrados.

Ação

A partir do modo operacional, execute o show interfaces interface-name comando.

Significado

Balanceamento dinâmico de carga com o modo por pacote funcionando com sucesso. Após a aplicação do recurso de balanceamento dinâmico de carga no LAG, a carga é igualmente compartilhada na rede.

Verificação

Confirme que a configuração está funcionando corretamente no R0.

Verifique o balanceamento dinâmico de carga no R0

Propósito

Verifique se os pacotes recebidos no R0 estão equilibrados.

Ação

A partir do modo operacional, execute o run show route forwarding-table destination destination-address comando.

Significado

Verifique o balanceamento de carga no R1

Propósito

Confirme que a configuração está funcionando corretamente na R1.

Ação

A partir do modo operacional, execute o show route comando.

Significado

Balanceamento dinâmico de carga com o modo por pacote funcionando com sucesso. Após a aplicação do recurso de balanceamento dinâmico de carga no ECMP, a carga é igualmente compartilhada na rede.

Tabela de histórico de mudanças

O suporte de recursos é determinado pela plataforma e versão que você está usando. Use o Feature Explorer para determinar se um recurso é suportado em sua plataforma.

Lançamento
Descrição
19.4R2-EVO
A partir do Junos OS evolved Release 19.4R2, os switches QFX5220 oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga (DLB) para ECMP. Para ECMP, o DLB deve ser configurado globalmente.
19.4R1
A partir do Junos OS Release 19.4R1, QFX5120-32C e switches QFX5120-48Y oferecem suporte a balanceamento dinâmico de carga para ECMP e LAG. Para LAG, o DLB deve ser configurado de acordo com a interface de ethernet agregada.
10.1
Começando pelo Junos OS Release 10.1, você também pode configurar a chave de hash de balanceamento de carga para o tráfego de Camada 2 usar campos nos cabeçalhos de Camada 3 e Camada 4 usando a payload declaração.