AI 交换矩阵的全局负载平衡

介绍

负载平衡可确保网络流量在等价多路径 （ECMP） 或 LAG 组中的所有成员之间尽可能均匀地分配。通常，负载平衡分为静态或动态。

静态负载均衡 （SLB） 根据数据包内容（例如源 IP 地址和目标 IP 地址）使用散列来分配流量。SLB 的一个优点是它可以保证数据包的顺序，因为分配给同一流的所有数据包都沿同一路径传输。但是，由于 SLB 不考虑实时路径或链路负载，因此可能会导致诸如带宽利用率低、较大的（大象）流中断较小的流（小鼠流）以及路径出现故障时的流量丢失等问题。

动态负载平衡 （DLB） 根据成员链路的带宽利用率和数据包内容选择路径，从而改进了 SLB。这种方法使得 DLB 成为不同网络条件的理想之选。DLB 会持续监控聚合组中每个成员端口的负载和队列大小。这些指标由 DLB 算法处理，该算法为每个端口分配一个从 0 到 7 的质量波段。质量带 7 表示质量最好，0 表示最低质量。此质量频段分配会根据实时端口负载和队列状况进行调整。

以下关键概念对于理解 DLB 很重要：

• 微流：微流是指在源设备和目标设备之间遍历的数据包，这些设备与单个应用程序相关联，并且是同一通信会话的一部分。
• 宏流：宏流由多个微流组成，这些微流在网络设备上哈希为相同的值。换言之，宏流是具有共同特征的流量流的聚合。
• 端口负载指标：此指标表示每个间隔通过每个等价多路径 （ECMP） 链路传输的流量（以字节为单位）。通过监控这一点，系统可以有效地评估和分配网络负载。
• 端口队列指标：此指标表示在每个 ECMP 链路排队时占用的内存单元数。它提供有关潜在瓶颈的数据，并通过防止拥塞帮助优化流量。

有关详细信息，请参阅 数据中心中的负载平衡。

全局负载平衡概述

全局负载平衡 （GLB） 建立在动态负载平衡 （DLB） 的基础之上，在做出负载平衡决策时会考虑下游路径质量。GLB 使交换机能够检测下一跳 （NNH） 链路和下游路径的质量。这意味着上游交换机可以通过选择最佳端到端路径来避免拥塞，而不是自动选择负载最小的链路，而不考虑链路质量。采用 Broadcom Tomahawk5 （TH5） ASIC 的 瞻博网络 QFX5240交换机支持 GLB。

Apstra 6.0 中 GLB 的主要功能包括：

• DLB 流模式：此模式基于流而不是流分配链路。流是同一流的多个突发，由这些突发之间的一段不活动时间隔开。这段不活动的时间段称为不活动间隔。

• DLB per packet 模式：在此模式下，系统会为流中的每个数据包启动 DLB。此模式可确保数据包始终被分配到质量最好的成员端口。但是，在此模式下，DLB 可能会遇到由于延迟偏差而导致的数据包重新排序问题。有关按数据包模式的更多信息，请参阅动态负载均衡。

GLB 还支持具有被动负载平衡的 DLB。

有关 DLB 的详细信息，请参阅动态负载平衡 （DLB）。

有关 GLB 的更多信息，请参阅全局负载均衡 （GLB）。

全局负载平衡的先决条件

1. 对 DLB 的依赖：
   • 如果不启用 DLB，GLB 将无法运行。必须至少激活一种 DLB 模式（每数据包、反应式路径、流模式）。
   • 交换矩阵中所有路由器的 DLB 配置必须一致，以确保 GLB 正常运行。不一致的 DLB 设置可能会导致不可预测的 GLB 行为。
2. 全交换矩阵配置：
   • 必须在交换矩阵中的所有节点（主干、叶）上启用 GLB。不支持部分实施或“GLB 孤岛”，因为 BGP 的 NLRI 下一跳 （NNH） 功能无法在节点之间有效传播 DLB 指标。
   • 虽然 GLB 策略可以针对单个节点进行定制（例如，仅帮助程序或仅负载均衡器模式），但关键要求是 GLB 必须与每个设备上的 BGP 协议堆栈相关联。

3. 主干-叶交换矩阵之间最多 1 个接口：

   • 不支持同一对设备之间的 ECMP。如果发生这种情况，Apstra 会引发蓝图警告。

4. 支持的硬件和模式：

   • Broadcom TH5Devices：DLB 响应路径模式是 TH5 独有的（如 QFX5240 交换机）。

   • Flowlet 和 per-packet 模式：所有兼容设备都支持这些模式。

   • 建议仅为每个系统节点分配一个负载均衡策略。组合多个策略或应用动态策略可能会导致冲突和作挑战。

全局负载均衡配置限制

配置 GLB 之前，请注意以下限制：

• GLB 仅在配备 TH5 ASIC （瞻博网络 QFX5240） 的瞻博网络设备上受支持。
• 配置 GLB 时，交换矩阵中的所有主干和叶也必须具有 GLB 策略。部分策略应用将引发验证警告。
• GLB 配置仅应用于交换矩阵 BGP 对等方，不会从连接点呈现至外部 BGP 对等方。

GLB 可以两种模式配置：

• global-load-balancing helper-only：

  • 仅为具有“主干”角色的设备配置。如果用户尝试为叶设备或接入设备配置此角色，Apstra 将引发验证错误。

  • 该节点监控本地链路质量，并将此数据泛洪给邻居。无法查看下游链路质量，也无法执行 GLB 决策。

  • BGP 播发下一跳 （NNH） 功能。

  • 通常配置在 L3-Clos 主干上。

• global-load-balancing load-balancer-only：

  • 仅为“叶”角色设备配置（在任何 Clos 中）;如果将策略分配给任何其他角色，则会引发错误。

  • 该节点不会监控或通告本地链路质量。

  • 仅负载均衡器不会通告 NNH。

  • 接收下游链路质量指标，并根据下一跳和下一跳的综合质量做出负载平衡决策。

若要为 AI 交换矩阵配置 GLB，请使用以下说明： 为 AI 交换矩阵配置全局负载均衡。

配置 GLB 后，您可以将负载平衡策略批量分配给设备。有关更多信息，请参阅批量 分配负载均衡策略。