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Load Balancing auf aggregierten Ethernet-Schnittstellen

Load Balancing auf aggregierten Ethernet-Schnittstellen reduziert Netzwerküberlastung, da der Datenverkehr auf mehrere Schnittstellen aufgeteilt wird.

Wenn Sie mehrere physische, aggregierte Ethernet-Schnittstellen zu einer einzigen logischen Schnittstelle bündeln, spricht man von Link-Aggregation. Link-Aggregation erhöht die Bandbreite, sorgt für eine elegante Verschlechterung bei Ausfällen, erhöht die Verfügbarkeit und bietet Load-Balancing-Funktionen. Durch das Load Balancing kann das Gerät eingehenden und ausgehenden Datenverkehr auf mehrere Schnittstellen aufteilen, um Staus im Netzwerk zu reduzieren. In diesem Thema werden das Load Balancing und das Konfigurieren des Load Balancing auf Ihrem Gerät beschrieben.

Verwenden Sie den Feature-Explorer , um die Plattform- und Release-Unterstützung für bestimmte Funktionen zu bestätigen.

Im Abschnitt Plattformspezifisches aggregiertes Ethernet-Lastausgleichsverhalten finden Sie Hinweise zu Ihrer Plattform.

Aggregiertes Ethernet-Lastenausgleich verstehen

Die Link-Aggregationsfunktion wird verwendet, um mehrere physische, aggregierte Ethernet-Schnittstellen zu einer logischen Schnittstelle zu bündeln. Eine oder mehrere Links werden aggregiert, um eine virtuelle Verbindung oder Linkaggregationsgruppe (LAG) zu bilden. Der MAC-Client behandelt diese virtuelle Verbindung so, als wäre sie eine einzelne Verbindung. Link Aggregation erhöht die Bandbreite, sorgt für eine elegante Verschlechterung bei Ausfällen und erhöht die Verfügbarkeit.

Zusätzlich zu diesen Vorteilen wird ein aggregiertes Ethernet-Bundle um Load-Balancing-Funktionen erweitert, die sicherstellen, dass die Link-Auslastung unter den Mitglieds-Links des aggregierten Ethernet-Bundles vollständig und effizient genutzt wird.

Die Load-Balancing-Funktion ermöglicht es einem Gerät, eingehenden und ausgehenden Datenverkehr auf mehrere Pfade oder Schnittstellen aufzuteilen, um die Überlastung des Netzwerks zu reduzieren. Load Balancing verbessert die Auslastung verschiedener Netzwerkpfade und stellt eine effektivere Netzwerkbandbreite bereit.

Zu den Anwendungen, die Load Balancing verwenden, gehören in der Regel:

  • Aggregierte Schnittstellen (Layer 2)

    Aggregierte Schnittstellen (auch AE für aggregiertes Ethernet und AS für aggregiertes SONET genannt) sind ein Layer-2-Mechanismus für den Lastausgleich über mehrere Schnittstellen zwischen zwei Geräten. Da es sich um einen Layer-2-Lastausgleichsmechanismus handelt, müssen sich alle einzelnen Komponentenverbindungen zwischen denselben beiden Geräten an beiden Enden befinden. Junos OS unterstützt eine nicht signalisierte (statische) Konfiguration für Ethernet und SONET sowie das standardisierte 802.3ad-LACP-Protokoll für die Aushandlung über Ethernet-Verbindungen.

  • Mehrfachpfade zu gleichen Kosten (ECMP) (Layer 3)

    Wenn für die aktive Route mehrere Pfade zu gleichen Kosten zum selben Ziel vorhanden sind, verwendet Junos OS standardmäßig einen Hash-Algorithmus, um eine der Next-Hop-Adressen auszuwählen, die in der Weiterleitungstabelle installiert werden sollen. Immer wenn sich die Menge der nächsten Hops für ein Ziel in irgendeiner Weise ändert, wird die Next-Hop-Adresse mithilfe des Hash-Algorithmus neu gewählt. Es gibt auch eine Option, mit der mehrere Next-Hop-Adressen in der Weiterleitungstabelle installiert werden können, das sogenannte Per-Packet Load Balancing.

    ECMP-Load Balancing kann sein:

    • Über BGP-Pfade hinweg (BGP Multipath)

    • Innerhalb eines BGP-Pfads, über mehrere LSPs hinweg

In komplexen Ethernet-Topologien kommt es aufgrund des erhöhten Datenverkehrsflusses zu Ungleichgewichten im Datenverkehr, und das Load Balancing wird aus folgenden Gründen zu einer Herausforderung:

  • Falsches Load Balancing durch aggregierte Next Hops

  • Falsche Paket-Hash-Berechnung

  • Unzureichende Varianz im Paketfluss

  • Falsche Musterauswahl

Infolge eines Ungleichgewichts im Datenverkehr wird die Last nicht gut verteilt, was zu Überlastungen in bestimmten Verbindungen führt, während einige andere Verbindungen nicht effizient genutzt werden.

Um diese Herausforderungen zu meistern, bietet Junos OS die folgenden Lösungen zur Behebung des tatsächlichen Ungleichgewichts des Datenverkehrs auf aggregierten Ethernet-Paketen (IEEE 802.3ad).

  • Adaptives Load Balancing

    Adaptives Load Balancing verwendet einen Feedback-Mechanismus, um ein echtes Ungleichgewicht im Datenverkehr zu korrigieren. Um die Ungleichgewichtsgewichte zu korrigieren, werden die Bandbreite und der Paketstrom der Links angepasst, um eine effiziente Verteilung des Datenverkehrs auf die Links in einem AE-Bundle zu erreichen.

    Um das adaptive Load Balancing zu konfigurieren, schließen Sie die adaptive Anweisung auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance] ein.

    Um den Toleranzwert als Prozentsatz zu konfigurieren, schließen Sie das tolerance optionale Schlüsselwort auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance adaptive] ein.

    Um das adaptive Load Balancing basierend auf Paketen pro Sekunde (anstelle der Standardeinstellung für Bits pro Sekunde) zu konfigurieren, schließen Sie das pps optionale Schlüsselwort auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance adaptive] ein.

    Um das Überprüfungsintervall für den Hashwert basierend auf der Abtastrate der letzten zwei Sekunden zu konfigurieren, schließen Sie das scan-interval optionale Schlüsselwort auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance adaptive] ein.

  • Zufälliges Spray-Load-Balancing pro Paket

    Wenn die adaptive Load-Balancing-Option fehlschlägt, dient als letzter Ausweg das Random Spray Load Balancing pro Paket. Es stellt sicher, dass die Mitglieder eines AE-Bundles gleichmäßig ausgelastet werden, ohne die Bandbreite zu berücksichtigen. Pro Paket führt zu einer Neuordnung der Pakete und wird daher nur empfohlen, wenn die Anwendungen eine Neuordnung absorbieren. Das Random Spray pro Paket eliminiert Ungleichgewichte im Datenverkehr, die als Folge von Softwarefehlern auftreten, mit Ausnahme von Paket-Hash.

    Um das Random Spray Load Balancing pro Paket zu konfigurieren, schließen Sie die per-packet Anweisung auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance] ein.

Die aggregierten Ethernet-Load-Balancing-Lösungen schließen sich gegenseitig aus. Wenn mehr als eine der Lastausgleichslösungen konfiguriert ist, überschreibt die zuletzt konfigurierte Lösung die zuvor konfigurierte. Sie können die verwendete Lastausgleichslösung überprüfen, indem Sie den show interfaces aex aggregated-ether-options load-balance Befehl ausgeben.

Stateful Load Balancing für aggregierte Ethernet-Schnittstellen mit 5-Tupel-Daten

Wenn mehrere Datenströme von einer aggregierten Ethernet-Schnittstelle (ae) übertragen werden, müssen die Datenströme gleichmäßig auf die verschiedenen Mitgliedsverbindungen verteilt werden, um ein effektives und optimales Lastausgleichsverhalten zu ermöglichen. Um eine optimierte und robuste Methode des Lastausgleichs zu erhalten, spielt der Mitgliedslink des aggregierten Ethernet-Schnittstellenpakets, der jedes Mal für das Load Balancing ausgewählt wird, eine wichtige Rolle. Der ausgewogene Modus der Linkauswahl verwendet 'n'-Bits in einem vorberechneten Hashwert, wenn er einen von 2^n (2 hoch n) Next-Hop in der Unilist auswählen muss. Der unsymmetrische Modus der Member-Link- oder Next-Hop-Auswahl verwendet 8 Bit in einem vorberechneten Hash, um einen Eintrag in einer Selektortabelle auszuwählen, was nach dem Zufallsprinzip mit den Member-Link-IDs der Link-Aggregationsgruppe (LAG) oder aedes Bundles geschieht.

Der Begriff "ausgeglichen versus unausgeglichen" gibt an, ob eine Selektortabelle für den Load Balancing-Mechanismus verwendet wird oder nicht. Das LAG-Bundle verwendet den unsymmetrischen Modus (Selektortabellenausgleich), um den Datenverkehr über die Mitgliedsverbindungen auszugleichen. Wenn der Datenverkehr minimal ist, können die folgenden Probleme mit dem unsymmetrischen Modus auftreten: Die Verbindungsauswahllogik verwendet nur Teilmengen des vorab berechneten Hashs. Unabhängig von der Effizienz des Hashing-Algorithmus handelt es sich nur um die komprimierte Darstellung eines Flusses. Da die Interflow-Varianz sehr gering ist, bieten die resultierenden Hashes und die berechnete Teilmenge nicht die erforderliche Variabilität, um alle LAG-Mitgliedsverbindungen effektiv zu nutzen. In der Hashberechnung und auch in der Selektortabelle existiert eine übermäßige Menge an Zufall. Daher ist die Abweichung von der optimalen Lastausgleichsmethode für jede ausgewählte untergeordnete Verbindung höher, wenn die Anzahl der Flüsse geringer ist.

Die Abweichung pro untergeordnetem Link ist definiert als

vi = ((ci - (m/n)))/n

Dabei ist

  • Vi bezeichnet die Abweichung für den untergeordneten Link 'i'.

  • i bezeichnet das untergeordnete Link-Mitglied/den untergeordneten Index.

  • Ci steht für die Pakete, die für die untergeordnete Verbindung "i" übertragen werden.

  • M bezeichnet die Gesamtzahl der Pakete, die in diesem LAG-Bundle übertragen werden.

  • N gibt die Anzahl der untergeordneten Verbindungen in dieser LAG an.

Aufgrund dieser Nachteile ist bei einer geringeren Anzahl von Datenströmen oder Flüssen mit geringerer Varianz zwischen den Datenströmen die Verbindungsauslastung verzerrt, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass einige untergeordnete Verbindungen nicht vollständig genutzt werden.

Der Mechanismus zum Aufzeichnen und Beibehalten von Zuständen für die Datenströme und zum entsprechenden Verteilen der Datenverkehrslast wurde hinzugefügt. Infolgedessen werden für m von Datenströmen sie auf n Mitgliedslinks eines LAG-Bündels oder auf die Unilist der Next-Hops in einer ECMP-Verbindung verteilt. Diese Methode zum Aufteilen der Last auf die Mitgliedsverbindungen wird als Stateful Load Balancing bezeichnet und verwendet 5-Tupel-Informationen (Quell- und Zieladressen, Protokoll-, Quell- und Zielports). Eine solche Methode kann direkt den Flows oder einem Precompute-Hash basierend auf bestimmten Feldern im Flow zugeordnet werden. Infolgedessen wird die bei jedem untergeordneten Link beobachtete Abweichung reduziert.

Dieser Mechanismus funktioniert nur bei einer minimalen Anzahl von Strömen (ungefähr weniger als Tausende von Strömen) effizient. Für eine größere Anzahl von Datenströmen (zwischen 1000 und 10.000 Datenströmen) wird empfohlen, einen verteilten Trio-basierten Lastausgleichsmechanismus zu verwenden.

Stellen Sie sich ein Beispielszenario vor, in dem "n"-Links in der LAG mit Link-IDs von 0 bis n-1 identifiziert werden. Eine Hashtabelle oder eine Flusstabelle wird verwendet, um die Flüsse aufzuzeichnen, sobald sie angezeigt werden. Der Hashingschlüssel wird mithilfe der Felder erstellt, die einen Flow eindeutig identifizieren. Das Ergebnis der Suche identifiziert die link_id, die der Flow derzeit verwendet. Für jedes Paket wird die auf dem Flow Identifier basierende Flow-Tabelle untersucht. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, bedeutet dies, dass ein Paket zu einem Datenstrom gehört, der zuvor verarbeitet oder erkannt wurde. Die Link-ID ist mit dem Flow verknüpft. Wenn keine Übereinstimmung gefunden wird, ist es das erste Paket, das zum Flow gehört. Die Link-ID wird verwendet, um den Link auszuwählen, und der Flow wird in die Flow-Tabelle eingefügt.

Um das Load Balancing pro Flow basierend auf Hashwerten zu aktivieren, schließen Sie die per-flow Anweisung auf der [edit interfaces aeX unit logical-unit-number forwarding-options load-balance-stateful] Hierarchieebene ein. Standardmäßig verwendet Junos OS eine Hashing-Methode, die nur auf der Zieladresse basiert, um einen Weiterleitungs-Next-Hop zu wählen, wenn mehrere Pfade zu gleichen Kosten verfügbar sind. Allen Steckplätzen der Packet Forwarding Engine wird standardmäßig derselbe Hashwert zugewiesen. Um den Lastenausgleichsalgorithmus so zu konfigurieren, dass die LAG mithilfe vorhandener Parameter dynamisch neu verteilt wird, schließen Sie die rebalance interval Anweisung auf Hierarchieebene [edit interfaces aeX unit logical-unit-number forwarding-options load-balance-stateful] ein. Dieser Parameter sorgt in regelmäßigen Abständen für einen Lastenausgleich für den Datenverkehr, indem er über ein Rebalancing-Intervall einen synchronisierten Rebalancing-Switchover für alle eingehenden Packet Forwarding Engines (PFEs) bereitstellt. Sie können das Intervall als Wert im Bereich von 1 bis 1000 Datenströmen pro Minute angeben. Um den Lasttyp zu konfigurieren, schließen Sie die load-type (low | medium | high) Anweisung auf Hierarchieebene [edit interfaces aeX unit logical-unit-number forwarding-options load-balance-stateful] ein.

Diese stateful per-flow Option aktiviert die Load-Balancing-Funktion für AE-Bundles. Die rebalance Option löscht den Lastausgleichsstatus in bestimmten Intervallen. Die load Option informiert die Packet Forwarding Engine über das geeignete Speichermuster, das verwendet werden soll. Wenn die Anzahl der Datenströme, die auf dieser aggregierten Ethernet-Schnittstelle fließen, geringer ist (zwischen 1 und 100 Datenströmen), kann das low Schlüsselwort verwendet werden. Ebenso kann für relativ höhere Datenströme (zwischen 100 und 1000 Datenströmen) das medium Schlüsselwort und das large Schlüsselwort für die maximalen Datenströme (zwischen 1000 und 10.000 Datenströme) verwendet werden. Die ungefähre Anzahl der Flows für ein effektives Load Balancing für jedes Schlüsselwort ist eine Ableitung.

Der clear interfaces aeX unit logical-unit-number forwarding-options load-balance state Befehl löscht den Lastenausgleichsstatus auf Hardwareebene und ermöglicht das Rebalancing aus dem bereinigten, leeren Zustand. Dieser Löschzustand wird nur ausgelöst, wenn Sie diesen Befehl verwenden. Der clear interfaces aggregate forwarding-options load-balance state Befehl löscht alle aggregierten Ethernet-Schnittstellen-Load Balancing-Status und erstellt sie neu.

Richtlinien für die Konfiguration von Stateful Load Balancing für aggeated Ethernet-Schnittstellen oder LAG-Bundles

Beachten Sie bei der Konfiguration des zustandsbehafteten Lastausgleichs für aggregierte Ethernet-Schnittstellen die folgenden Punkte:

  • Wenn ein untergeordneter Link entfernt oder hinzugefügt wird, wird ein neuer Aggregat-Selektor ausgewählt und der Datenverkehr fließt auf den neuen Selektor. Da der Selektor leer ist, werden Flows im Selektor gefüllt. Dieses Verhalten führt zu einer Neuverteilung von Datenströmen, da der alte Zustand verloren geht. Dies ist das vorhandene Verhalten, ohne dass ein zustandsbehafteter Lastenausgleich pro Flow aktiviert ist.

  • Stateful-Lastausgleichsfunktionen pro Datenstrom auf AE-Schnittstellen, wenn der eingehende Datenverkehr die Linecards MPC1E, MPC2E, MPC3E-3D, MPC5E und MPC6E erreicht. Andere Linecard-Typen schränken diese Funktionalität nicht ein. Entsprechende CLI-Fehler werden angezeigt, wenn die MPCs diese Funktion nicht unterstützen.

    Mit der Eingangs-Linecard als MPC und der Ausgangs-Linecard als MPC oder DPC funktioniert diese Funktion ordnungsgemäß. Zustandsbehaftetes Load Balancing wird nicht unterstützt, wenn es sich bei der eingehenden Linecard um eine DPC und die ausgehende Linecard um eine DPC oder MPC handelt.

  • Diese Funktion wird für Multicast-Datenverkehr (nativ/Flood) nicht unterstützt.

  • Das Aktivieren der Neuverteilungsoption oder das Löschen des Lastausgleichsstatus kann zu einer Neuordnung der Pakete für aktive Datenflüsse führen, da unterschiedliche Verknüpfungssätze für Datenverkehrsflüsse ausgewählt werden können.

  • Obwohl die Featureleistung hoch ist, verbraucht sie eine erhebliche Menge an Linecard-Speicher. Bei ungefähr 4000 logischen Schnittstellen oder 16 aggregierten logischen Ethernet-Schnittstellen kann diese Funktion auf unterstützten MPCs aktiviert werden. Wenn der Hardwarespeicher der Packet Forwarding Engine jedoch je nach verfügbarem Arbeitsspeicher knapp ist, wird auf den standardmäßigen Load Balancing-Mechanismus zurückgegriffen. In einer solchen Situation wird eine Systemprotokollierungsnachricht generiert und an die Routing-Engine gesendet. Es gibt keine Beschränkung für die Anzahl der AE-Schnittstellen, die Stateful Load Balancing unterstützen. Der Grenzwert wird durch die Linecards bestimmt.

  • Wenn die Datenverkehrsströme häufig altern, muss das Gerät die Load Balancing-Zustände entfernen oder aktualisieren. Daher müssen Sie die Neuverteilung konfigurieren oder den Befehl clear in regelmäßigen Abständen ausführen, um einen ordnungsgemäßen Lastenausgleich zu gewährleisten. Andernfalls kann es zu einer Verzerrung des Datenverkehrs kommen. Wenn eine untergeordnete Verbindung ausfällt oder hochfährt, ändert sich das Load Balancing-Verhalten nicht an vorhandenen Datenströmen. Diese Bedingung dient dazu, eine Neuordnung von Paketen zu vermeiden. Neue Flows übernehmen den angezeigten untergeordneten Link. Wenn Sie feststellen, dass die Lastverteilung nicht sehr effektiv ist, können Sie die Lastausgleichszustände löschen oder die Neuausgleichsfunktion verwenden, um eine automatische Freigabe der Hardwarezustände zu bewirken. Wenn Sie die Rebalancing-Funktion konfigurieren, können Datenströme auf andere Links umgeleitet werden, was zu einer Neuordnung der Pakete führen kann.

Konfigurieren von Stateful Load Balancing auf aggregierten Ethernet-Schnittstellen

Der Mechanismus zum Aufzeichnen und Beibehalten von Zuständen für die Datenströme und zum entsprechenden Verteilen der Datenverkehrslast wurde hinzugefügt. Infolgedessen werden für m von Datenströmen sie auf n Mitgliedslinks eines LAG-Bündels oder auf die Unilist der Next-Hops in einer ECMP-Verbindung verteilt. Diese Methode zum Aufteilen der Last auf die Mitgliedsverbindungen wird als Stateful Load Balancing bezeichnet und verwendet 5-Tupel-Informationen (Quell- und Zieladressen, Protokoll-, Quell- und Zielports). Eine solche Methode kann direkt den Flows oder einem Precompute-Hash basierend auf bestimmten Feldern im Flow zugeordnet werden. Infolgedessen wird die bei jedem untergeordneten Link beobachtete Abweichung reduziert.

So konfigurieren Sie zustandsbehaftetes Load Balancing für ae Schnittstellenpakete:

  1. Geben Sie an, dass Sie eine aggregierte Ethernet-Schnittstelle konfigurieren möchten.
  2. Geben Sie an, dass Sie den zustandsbehafteten Lastenausgleich konfigurieren möchten.
  3. Aktivieren Sie den Mechanismus, um eine gleichmäßige, effektive Verteilung des Datenverkehrs über die Mitgliedsverbindungen eines aggregierten Ethernet-Schnittstellenpakets (ae) auf Routern der MX-Serie mit MPCs durchzuführen, mit Ausnahme von MPC3E und MPC4E.
  4. Konfigurieren Sie das regelmäßige Rebalancing der Datenverkehrsflüsse eines aggregierten Ethernet-Pakets, indem Sie den Lastausgleichsstatus in einem bestimmten Intervall löschen.
  5. Definieren Sie den Lastausgleichstyp, um die Packet Forwarding Engine über das geeignete Speichermuster für Datenverkehrsströme zu informieren. Die ungefähre Anzahl der Flows für ein effektives Load Balancing für jedes Schlüsselwort ist eine Ableitung.
  6. Konfigurieren Sie die Adressfamilie und IP-Adresse für die ae Schnittstelle.

Konfigurieren des adaptiven Load Balancings

In diesem Thema wird beschrieben, wie das adaptive Load Balancing konfiguriert wird. Adaptives Load Balancing sorgt für eine effiziente Nutzung der Bandbreite der Mitgliedsverbindungen für ein aggregiertes Ethernet-Bundle (AE). Adaptives Load Balancing verwendet einen Feedback-Mechanismus, um Ungleichgewicht bei der Datenverkehrslast zu korrigieren, indem die Bandbreite und die Paketströme auf Verbindungen innerhalb eines AE-Pakets angepasst werden.

Bevor Sie beginnen:

  • Konfigurieren Sie eine Reihe von Schnittstellen mit einer Protokollfamilie und IP-Adresse. Diese Schnittstellen können die Mitgliedschaft für das AE-Bundle bilden.

  • Erstellen Sie ein AE-Bundle, indem Sie eine Reihe von Router-Schnittstellen als aggregiertes Ethernet und mit einer spezifischen AE-Gruppenkennung konfigurieren.

So konfigurieren Sie adaptives Load Balancing für ein AE-Paket:

  1. Aktivieren Sie adaptives Load Balancing für das AE-Paket:
  2. Konfigurieren Sie den Wert für das Scan-Intervall für das adaptive Load Balancing für das AE-Bundle. Der Wert für das Scan-Intervall bestimmt die Länge des Datenverkehrs-Scans, indem der ganzzahlige Wert mit einem Zeitraum von 30 Sekunden multipliziert wird:
  3. Konfigurieren Sie den prozentualen Wert für die Toleranz. Der Toleranzwert bestimmt die zulässige Abweichung der Datenverkehrsraten zwischen den Mitgliedern des AE-Pakets, bevor der Router ein adaptives Load Balancing-Update auslöst:
  4. (Optional) Aktivieren Sie paketbasiertes adaptives Load Balancing für das AE-Paket:

Symmetrisches Hashing für Load Balancing verstehen

Auf Geräten, die diese Funktion unterstützen, hält das symmetrische Hashing die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung eines Datenstroms für Funktionen, die von der Datenverkehrssymmetrie abhängen, auf demselben Pfad. Symmetrisches Hashing hilft Services, den Sitzungskontext aufrechtzuerhalten, während das Load Balancing über ECMP, Next Hops und LAG-Mitglieder hinweg erfolgt.

Vorteile von symmetrischem Hashing

  • Behält die bidirektionale Pfadsymmetrie bei, sodass zustandsbehaftete Services beide Richtungen eines Datenstroms auf demselben Pfad sehen.
  • Verbessert die Vorhersagbarkeit des Lastenausgleichs durch Verwendung derselben normalisierten Eingaben für beide Richtungen eines Datenflusses.
  • Reduziert asymmetrische Routing-Probleme, die die Serviceverarbeitung oder den Sitzungsstatus unterbrechen können.

Um symmetrisches Hashing zu konfigurieren, verwenden Sie die symmetric-hash Konfigurationsanweisung in der [edit forwarding-options enhanced-hash-key] Hierarchie. Verwenden Sie die enhanced-hash-key Anweisung, um die Paketfelder zu konfigurieren, die in Hash-Berechnungen enthalten sind. Durch Auswahl stabiler, bidirektionaler Felder und Ausschluss unidirektionaler Eingänge normalisieren Sie die Eingänge, sodass das Gerät für beide Richtungen eines Datenflusses denselben Hash ableitet.

Sie können unidirektionale Attribute, wie z. B. die Eingangsschnittstelle, aus der Hash-mit-Konfigurationsanweisung no-incoming-port in der [edit forwarding-options enhanced-hash-key] Hierarchie ausschließen.

Überprüfen Sie die aktuellen Hash-Eingaben und den symmetrischen Hashing-Status mit dem show forwarding-options enhanced-hash-key Befehl.

Zusätzliche Überlegungen:

  • Dynamisches Load Balancing (DLB) hat Vorrang. Symmetrisches Hashing gilt für statisches Load Balancing. Wenn DLB aktiviert ist, überschreibt DLB das symmetrische Verhalten.
  • Verwenden Sie Layer-3- und Layer-4-Felder für symmetrisches Hashing. Layer-2-Headerfelder sind nicht im symmetrischen Hashing enthalten, und Sie sollten die hash-mode Konfigurationsanweisung verwenden, um bei Bedarf das Layer-2-Datenfeld zu verwenden.
  • Hash-Polarisation kann in kaskadierten Topologien auftreten, wenn alle Geräte identische Hash-Seeds und -Eingänge verwenden. Ziehen Sie belastbares Hashing und Seed-Vielfalt in Betracht, um die Polarisierung zu reduzieren, wenn Links flattern oder Mitglieder wechseln.

Konfiguration von symmetrischem Hashing auf PIC-Ebene für Load Balancing auf 802.3ad-LAGs für Router der MX-Serie

Symmetrisches Hashing für das Load Balancing auf einer 802.3ad Link Aggregation Group (LAG) ist nützlich, wenn zwei Router der MX-Serie (z. B. Router A und Router B) transparent über Deep Packet Inspection (DPI)-Geräte über ein LAG-Bundle verbunden sind. Die DPI-Geräte verfolgen die Datenverkehrsströme sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung.

Wenn symmetrisches Hashing konfiguriert ist, wird der umgekehrte Datenstrom ebenfalls über dieselbe untergeordnete Verbindung in der LAG geleitet und muss zwangsläufig durch dasselbe DPI-Gerät fließen. Dies ermöglicht eine ordnungsgemäße Abrechnung der DPI des Datenverkehrs sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärtsfluss.

Wenn symmetrisches Hashing nicht konfiguriert ist, kann eine andere untergeordnete Verbindung in der LAG für den umgekehrten Fluss des Datenverkehrs durch ein anderes DPI-Gerät ausgewählt werden. Dies führt zu unvollständigen Informationen über die Vorwärts- und Rückwärtsflüsse des Datenverkehrs auf dem DPI-Gerät, was zu einer unvollständigen Abrechnung des Datenverkehrs durch das DPI-Gerät führt.

Symmetrisches Hashing wird auf der Grundlage von Feldern wie Quell- und Zieladresse berechnet. Sie können symmetrisches Hashing sowohl auf Chassis-Ebene als auch auf PIC-Ebene für das Load Balancing auf der Grundlage von Layer-2-, Layer-3- und Layer-4-Dateneinheitenfeldern für Inet- (IPv4-Protokollfamilie) und Multiservice-Datenverkehr (Switch oder Bridge) konfigurieren. Symmetrisches Hashing, das auf Chassis-Ebene konfiguriert wird, gilt für den gesamten Router und wird von allen seinen PICs und Packet Forwarding Engines vererbt. Durch die Konfiguration des symmetrischen Hashings auf PIC-Ebene erhalten Sie mehr Granularität auf der Ebene der Packet Forwarding Engine.

Für die beiden Router, die über die DPI-Geräte über ein LAG-Bundle verbunden sind, können Sie symmetrischen Hash auf einem Router und symmetrisches Hash-Komplement auf dem Remote-End-Router konfigurieren oder umgekehrt.

Um symmetrisches Hashing auf Chassis-Ebene zu konfigurieren, schließen Sie den symmetrischen Hash oder die symmetric-hash complement Anweisungen auf Hierarchieebene [edit forwarding-options hash-key family] ein. Informationen zum Konfigurieren von symmetrischem Hashing auf Chassis-Ebene und zum Konfigurieren des Link-Index finden Sie in der Junos OS Network Interfaces Library für Routing-Geräte und in der Junos OS VPNs-Bibliothek für Routing-Geräte.

Hinweis:

Auf DPCs der MX-Serie bezieht sich die Konfiguration von symmetrischem Hashing auf PIC-Ebene auf die Konfiguration von symmetrischem Hashing auf Ebene der Packet Forwarding Engine.

Um symmetrisches Hashing auf PIC-Ebene auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr (wo der Datenverkehr in den Router gelangt) zu konfigurieren, fügen Sie den symmetrischen Hash oder symmetric-hash complement die Anweisung auf der Hierarchieebene [edit chassis fpc slot-number pic hash-keypic-number] ein:

Hinweis:
  • Das symmetrische Hashing auf PIC-Ebene überschreibt das symmetrische Hashing auf Gehäuseebene, das auf der Hierarchieebene [edit chassis forwarding-options hash-key] konfiguriert ist.

  • Symmetrisches Hashing für das Load Balancing auf 802.3ad Link Aggregation Groups wird derzeit nur für VPLS-, INET- und Bridged-Datenverkehr unterstützt.

  • Die Hash-Key-Konfiguration auf einem PIC oder einer Packet Forwarding Engine kann entweder im Modus "symmetrischer Hash" oder "symmetrischer Hash-Komplement" erfolgen, aber nicht beide gleichzeitig.

Beispiele: Konfiguration von symmetrischem Hashing auf PIC-Ebene für Load Balancing auf 802.3ad-LAGs auf Routern der MX-Serie

Hinweis:

Diese Beispiele gelten nur für die DPCs, die von den Routern MX240, MX480 und MX960 unterstützt werden. Eine Liste der unterstützten DPCs finden Sie unter Unterstützte DPCs auf MX240-, MX480- und MX960-Routern im Abschnitt Zugehörige Dokumentation.

Die folgenden Beispiele zeigen, wie symmetrisches Hashing auf PIC-Ebene für das Load Balancing auf Routern der MX-Serie konfiguriert wird:

Konfiguration von symmetrischem Hashing für Familien-Multiservice auf beiden Routern

Fügen Sie auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr, an der der Datenverkehr in Router A gelangt, die symmetric-hash folgende Anweisung auf Hierarchieebene [edit chassis fpc slot-number pic pic-number hash-key family multiservice] ein:

Fügen Sie auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr, an der der Datenverkehr in Router B gelangt, die symmetric-hash complement folgende Anweisung auf Hierarchieebene [edit chassis fpc slot-number pic pic-number hash-key family multiservice] ein:

Konfiguration des symmetrischen Hashings für family inet auf beiden Routern

Fügen Sie auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr, an der der Datenverkehr in Router A gelangt, die symmetric-hash folgende Anweisung auf Hierarchieebene [edit chassis fpc slot-number pic pic-number hash-key family inet] ein:

Fügen Sie auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr, an der der Datenverkehr in Router B gelangt, die symmetric-hash complement folgende Anweisung auf Hierarchieebene [edit chassis fpc slot-number pic pic-number hash-key family inet] ein:

Konfiguration von symmetrischem Hashing für Family Inet und Family Multiservice auf den beiden Routern

Fügen Sie auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr, an der der Datenverkehr in Router A gelangt, die symmetric-hash folgende Anweisung auf Hierarchieebene [edit chassis fpc slot-number pic pic-number hash-key family multiservice] ein:

Fügen Sie auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr, an der der Datenverkehr in Router B gelangt, die symmetric-hash complement folgende Anweisung auf Hierarchieebene [edit chassis fpc slot-number pic pic-number hash-key family inet] ein:

Beispiel: Konfigurieren von aggregiertem Ethernet-Lastenausgleich

Beispiel: Konfigurieren von aggregiertem Ethernet-Lastenausgleich

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie aggregiertes Ethernet-Load Balancing konfiguriert wird.

Anforderungen

In diesem Beispiel werden die folgenden Hardware- und Softwarekomponenten verwendet:

  • Drei Router der MX-Serie mit MIC- und MPC-Schnittstellen oder drei Paketübertragungs-Router der PTX-Serie mit PIC- und FPC-Schnittstellen

  • Junos OS Version 13.3 oder höher auf allen Geräten ausgeführt

Überblick

Load Balancing ist auf der Weiterleitungsebene erforderlich, wenn mehrere Pfade oder Schnittstellen für den Next-Hop-Router verfügbar sind. Am besten ist es, wenn der eingehende Datenverkehr über alle verfügbaren Pfade verteilt wird, um eine bessere Verbindungsnutzung zu erzielen.

Das aggregierte Ethernet-Paket ist eine typische Anwendung, die Load Balancing verwendet, um den Datenverkehrsfluss über die Mitgliedsverbindungen des Pakets auszugleichen (IEEE 802.3ad).

Ab Junos OS Version 13.3 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing verbessert, um zwei Lösungen zur Behebung eines echten Ungleichgewichts des Datenverkehrs bei aggregierten Ethernet-Paketen auf MICs oder MPCs von Routern der MX-Serie bereitzustellen. Ab Junos OS Version 14.1 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing verbessert, um zwei Lösungen zur Behebung eines echten Ungleichgewichts des Datenverkehrs in aggregierten Ethernet-Paketpaketen auf PICs oder FPCs von Paketübertragungs-Routern der PTX-Serie bereitzustellen.

Die aggregierten Ethernet-Load-Balancing-Lösungen sind:

  • Adaptiv: Adaptives Load Balancing wird in Szenarien verwendet, in denen ablaufbasiertes Hashing nicht ausreicht, um eine gleichmäßige Lastverteilung zu erreichen. Diese Load-Balancing-Lösung implementiert einen Echtzeit-Feedback- und Steuerungsmechanismus zur Überwachung und Verwaltung von Ungleichgewichten bei der Netzwerklast.

    Die adaptive Load-Balancing-Lösung korrigiert das Ungleichgewicht des Datenverkehrsflusses, indem sie die Selektoreinträge ändert und regelmäßig die Verbindungsauslastung auf jeder Mitgliedsverbindung des AE-Bündels scannt, um Abweichungen zu erkennen. Wenn eine Abweichung erkannt wird, wird ein Anpassungsereignis ausgelöst und weniger Datenströme werden der betroffenen Stabverbindung zugeordnet. Infolgedessen sinkt die angebotene Bandbreite dieser Mitgliedsverbindung. Dies führt zu einer kontinuierlichen Rückkopplungsschleife, die über einen bestimmten Zeitraum hinweg sicherstellt, dass allen Mitgliedsverbindungen die gleiche Byterate angeboten wird, wodurch eine effiziente Datenverkehrsverteilung über jede Mitgliedsverbindung im AE-Bündel gewährleistet wird.

    Um das adaptive Load Balancing zu konfigurieren, schließen Sie die adaptive Anweisung auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance] ein.

    Hinweis:

    Das Aktivieren des adaptiven Load Balancing kann dazu führen, dass Pakete einmal in jedem Neuverteilungsintervall neu angeordnet werden.

    Diese pps Option aktiviert das Load Balancing basierend auf der Paket-pro-Sekunde-Rate. Die Standardeinstellung ist das Load Balancing mit Bits pro Sekunde.

    Der scan-interval Wert konfiguriert die Dauer des Scannens als ein Vielfaches von 30 Sekunden.

    Der tolerance Wert ist die Grenze für die Varianz des Paketdatenverkehrs zu den aggregierten Ethernet-Verbindungen im Bündel. Sie können eine maximale Abweichung von 100 Prozent angeben. Wenn das Toleranzattribut nicht konfiguriert ist, ist ein Standardwert von 20 Prozent für das adaptive Load Balancing aktiviert. Ein kleinerer Toleranzwert gleicht eine bessere Bandbreite aus, benötigt jedoch eine längere Konvergenzzeit.

  • Zufälliges Sprühen pro Paket: Wenn die adaptive Load-Balancing-Lösung fehlschlägt, fungiert das zufällige Sprühen pro Paket als letzter Ausweg. Die paketgenaue Load-Balancing-Lösung für zufälliges Sprühen hilft, Ungleichgewichte im Datenverkehr zu beheben, indem die Pakete nach dem Zufallsprinzip an die nächsten Hops verteilt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Mitgliedslinks des AE-Bundles gleichmäßig geladen werden, was zu einer Neuordnung der Pakete führt.

    Darüber hinaus identifiziert ein zufälliges Spray pro Paket die Eingangs-Packet Forwarding Engine, die das Ungleichgewicht des Datenverkehrs verursacht hat, und beseitigt Ungleichgewichte des Datenverkehrs, die aufgrund von Softwarefehlern auftreten, mit Ausnahme des Paket-Hashs.

    Um das Random Spray Load Balancing pro Paket zu konfigurieren, schließen Sie die per-packet Anweisung auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance] ein.

    Hinweis:

    Die Option "Pro Paket" für das Load Balancing wird auf den Paketübertragungs-Routern der PTX-Serie nicht unterstützt.

Die aggregierten Ethernet-Load-Balancing-Lösungen schließen sich gegenseitig aus. Wenn mehr als eine der Lastausgleichslösungen konfiguriert ist, überschreibt die zuletzt konfigurierte Lösung die zuvor konfigurierte. Sie können die implementierte Lastenausgleichslösung überprüfen, indem Sie den show interfaces aex aggregated-ether-options load-balance Befehl ausgeben.

Topologie

In dieser Topologie werden zwei aggregierte Ethernet-Bundles - ae0 und ae1 - auf den Verbindungen zwischen den R2- und R3-Routern konfiguriert.

Abbildung 3: Aggregiertes Ethernet-Lastenausgleich Aggregated Ethernet Load Balancing

Konfiguration

CLI-Schnellkonfiguration

Um dieses Beispiel schnell zu konfigurieren, kopieren Sie die folgenden Befehle, fügen Sie sie in eine Textdatei ein, entfernen Sie alle Zeilenumbrüche, ändern Sie alle erforderlichen Details, damit sie mit Ihrer Netzwerkkonfiguration übereinstimmen, und kopieren Sie dann die Befehle und fügen Sie sie in die CLI auf Hierarchieebene [edit] ein.

R1

R2

R3

Konfigurieren des adaptiven Load Balancings
Schritt-für-Schritt-Anleitung

Im folgenden Beispiel müssen Sie durch verschiedene Ebenen in der Konfigurationshierarchie navigieren. Informationen zum Navigieren in der CLI finden Sie unter Verwenden des CLI-Editors im Konfigurationsmodus.

So konfigurieren Sie den R2-Router:

Hinweis:

Wiederholen Sie diesen Vorgang für die anderen Router, nachdem Sie die entsprechenden Schnittstellennamen, Adressen und sonstigen Parameter für jeden Router geändert haben.

  1. Geben Sie die Anzahl der zu erstellenden aggregierten Ethernet-Schnittstellen an.

  2. Konfigurieren Sie die Gigabit-Ethernet-Schnittstellenverbindung, die R2 mit R1 verbindet.

  3. Konfigurieren Sie die fünf Mitgliedsverbindungen des aggregierten ae0-Ethernet-Pakets.

  4. Konfigurieren Sie die acht Mitgliedsverbindungen des aggregierten Ethernet-Pakets ae1.

  5. Aktivieren Sie aggregiertes Ethernet-Load Balancing auf ae0 von R2.

  6. Konfigurieren Sie die Verbindungsgeschwindigkeit für das aggregierte Ethernet-Paket ae0.

  7. Konfigurieren Sie LACP im aggregierten Ethernet-Bundle ae0.

  8. Konfigurieren Sie die Schnittstellenparameter für das aggregierte Ethernet-Bundle ae0.

  9. Aktivieren Sie das aggregierte Ethernet-Load Balancing auf AE1 von R2.

  10. Konfigurieren Sie die Verbindungsgeschwindigkeit für das aggregierte Ethernet-Bundle ae1.

  11. Konfigurieren Sie LACP für das aggregierte Ethernet-Bundle ae1.

  12. Konfigurieren Sie die Schnittstellenparameter für das aggregierte Ethernet-Bundle ae1.

  13. Deaktivieren Sie selektive aggregierte Ethernet-Statistiken.

  14. Konfigurieren Sie RSVP auf allen Schnittstellen von R2 und in den AE-Bundles.

  15. Konfigurieren Sie MPLS auf allen Schnittstellen von R2 und auf den AE-Bundles.

  16. Konfigurieren Sie IS-IS auf allen Schnittstellen von R2 und in den AE-Bundles.

Ergebnisse

Bestätigen Sie im Konfigurationsmodus Ihre Konfiguration durch Eingabe der show chassisBefehle , show interfaces, show accounting-optionsund show protocols . Wenn die Ausgabe nicht die beabsichtigte Konfiguration anzeigt, wiederholen Sie die Anweisungen in diesem Beispiel, um die Konfiguration zu korrigieren.

Verifizierung

Bestätigen Sie, dass die Konfiguration ordnungsgemäß funktioniert.

Überprüfen des adaptiven Load Balancing auf ae0
Zweck

Stellen Sie sicher, dass die im aggregierten Ethernet-Paket ae0 empfangenen Pakete einen Lastenausgleich zwischen den fünf Mitgliedsverbindungen haben.

Aktion

Führen Sie den show interfaces ae0 extensive Befehl im Betriebsmodus aus.

Bedeutung

Die Member-Links des aggregierten ae0-Ethernet-Bundles werden mit adaptivem Load Balancing vollständig genutzt.

Plattformspezifisches aggregiertes Ethernet-Load-Balancing-Verhalten

Verwenden Sie den Feature-Explorer , um die Plattform- und Release-Unterstützung für bestimmte Funktionen zu bestätigen.

In der folgenden Tabelle finden Sie Informationen zu plattformspezifischen Verhaltensweisen für Ihre Plattform.

Plattformspezifisches aggregiertes Ethernet-Load-Balancing-Verhalten

Plattform-Unterschied

ACX-Serie

  • Auf Geräten der ACX7000-Serie führen ae-Mitgliedsschnittstellen keinen Lastenausgleich für ausgehenden Datenverkehr durch.

  • Auf Geräten der ACX7000-Serie müssen Sie die set forwarding-options hash-key Anweisung so konfigurieren, dass alle verfügbaren Memberschnittstellen für das Load Balancing verwendet werden.

EX-Serie

  • Sie können bis zu 480 LAG-Bundles auf EX9200-Switches konfigurieren.

MX-Serie

  • Sie können bis zu 480 LAG-Bundles auf Routern der MX-Serie konfigurieren, die diese Funktion unterstützen.

  • Sie können ein einheitliches Load Balancing und Rebalancing auf Routern der MX-Serie mit MPCs durchführen, die diese Funktion unterstützen. Das Rebalancing wird nicht unterstützt, wenn das Load-Balancing aufgrund einer Änderung der Anzahl der Flows verzerrt oder verzerrt ist.

PTX-Serie
  • Adaptives Load Balancing wird auf Geräten der PTX-Serie nicht unterstützt, wenn die VLAN-ID auf der aggregierten Ethernet-Schnittstelle konfiguriert ist.
  • Die pps und scan-interval optionalen Schlüsselwörter werden nur auf Paketübertragungs-Routern der PTX-Serie unterstützt.

QFX-Serie
  • Adaptives Load Balancing wird auf QFX10000-Switches nicht unterstützt, wenn die VLAN-ID auf der aggregierten Ethernet-Schnittstelle konfiguriert ist.

Tabellarischer Änderungsverlauf

Die Unterstützung der Funktion hängt von der Plattform und der Version ab, die Sie benutzen. Verwenden Sie den Feature-Explorer , um festzustellen, ob eine Funktion auf Ihrer Plattform unterstützt wird.

Veröffentlichung
Beschreibung
14.1
Ab Junos OS Version 14.1 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing verbessert, um zwei Lösungen zur Behebung eines echten Ungleichgewichts des Datenverkehrs in aggregierten Ethernet-Paketpaketen auf PICs oder FPCs von Paketübertragungs-Routern der PTX-Serie bereitzustellen.
13.3
Ab Junos OS Version 13.3 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing verbessert, um zwei Lösungen zur Behebung eines echten Ungleichgewichts des Datenverkehrs bei aggregierten Ethernet-Paketen auf MICs oder MPCs von Routern der MX-Serie bereitzustellen.
10.1
Ab Junos OS Version 10.1 können Sie den Load Balancing-Hash-Schlüssel für Layer-2-Datenverkehr auch so konfigurieren, dass Felder in den Layer-3- und Layer-4-Headern mithilfe der payload Anweisung verwendet werden.