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Load Balancing auf aggregierten Ethernet-Schnittstellen

Load Balancing auf aggregierten Ethernet-Schnittstellen reduziert Netzwerküberlastung durch Aufteilung des Datenverkehrs auf mehrere Schnittstellen.

Wenn Sie mehrere physisch aggregierte Ethernet-Schnittstellen zu einer einzigen logischen Schnittstelle bündeln, spricht man von Link-Aggregation. Link-Aggregation erhöht die Bandbreite, bietet eine ordnungsgemäße Herabstufung bei auftretenden Fehlern, erhöht die Verfügbarkeit und bietet Lastausgleichsfunktionen. Mithilfe des Lastausgleichs kann das Gerät ein- und ausgehenden Datenverkehr auf mehrere Schnittstellen aufteilen, um Überlastungen im Netzwerk zu reduzieren. In diesem Thema werden der Load Balancing und die Konfiguration des Load Balancing auf Ihrem Gerät beschrieben.

Verwenden Sie Funktionen entdecken, um die Plattform- und Releaseunterstützung für bestimmte Funktionen zu bestätigen.

Lesen Sie den Abschnitt Plattformspezifisches aggregiertes Ethernet-Load-Balancing-Verhalten , um Hinweise zu Ihrer Plattform zu erhalten.

Grundlegendes zum aggregierten Ethernet-Lastausgleich

Die Link-Aggregationsfunktion wird verwendet, um mehrere physisch aggregierte Ethernet-Schnittstellen zu einer logischen Schnittstelle zu bündeln. Ein oder mehrere Links werden zu einer virtuellen Verbindung oder Linkaggregationsgruppe (LAG) zusammengefasst. Der MAC-Client behandelt diese virtuelle Verbindung so, als ob es sich um eine einzelne Verbindung handeln würde. Link Aggregation erhöht die Bandbreite, bietet eine ordnungsgemäße Herabstufung bei auftretenden Fehlern und erhöht die Verfügbarkeit.

Zusätzlich zu diesen Vorteilen wird ein aggregiertes Ethernet-Bundle erweitert, um Lastausgleichsfunktionen bereitzustellen, die sicherstellen, dass die Verbindungsauslastung zwischen den Mitgliedslinks des aggregierten Ethernet-Pakets vollständig und effizient genutzt wird.

Die Load-Balancing-Funktion ermöglicht es einem Gerät, ein- und ausgehenden Datenverkehr auf mehrere Pfade oder Schnittstellen aufzuteilen, um Überlastungen im Netzwerk zu reduzieren. Das Load Balancing verbessert die Auslastung verschiedener Netzwerkpfade und sorgt für eine effektivere Netzwerkbandbreite.

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-Load-Balancing-Mechanismus handelt, müssen alle Verbindungen der einzelnen Komponenten zwischen denselben beiden Geräten an beiden Enden erfolgen. Junos OS unterstützt eine nicht-signalisierte (statische) Konfiguration für Ethernet und SONET sowie das standardisierte LACP-Protokoll 802.3ad für die Aushandlung über Ethernet-Verbindungen.

  • Mehrfach-Pfade zu gleichen Kosten (ECMP) (Layer 3)

    Wenn es für die aktive Route mehrere Pfade zu gleichen Kosten zum selben Ziel gibt, verwendet Junos OS standardmäßig einen Hash-Algorithmus, um eine der Next-Hop-Adressen auszuwählen, die in der Weiterleitungstabelle installiert werden sollen. Wenn sich der Satz der nächsten Hops für ein Ziel in irgendeiner Weise ändert, wird die Adresse des nächsten Hops mithilfe des Hash-Algorithmus neu gewählt. Es gibt auch eine Option, mit der mehrere Next-Hop-Adressen in der Weiterleitungstabelle installiert werden können, was als Load Balancing pro Paket bezeichnet wird.

    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, und das Load Balancing wird aus einigen der folgenden Gründe schwierig:

  • Falsches Load Balancing durch aggregierte Next Hops

  • Falsche Paket-Hash-Berechnung

  • Unzureichende Varianz im Paketfluss

  • Falsche Musterauswahl

Aufgrund eines Ungleichgewichts im Datenverkehr ist die Last nicht gut verteilt, was zu Überlastungen bei bestimmten Verbindungen führt, während einige andere Verbindungen nicht effizient genutzt werden.

Zur Bewältigung dieser Herausforderungen bietet Junos OS die folgenden Lösungen zur Behebung des echten Ungleichgewichts des Datenverkehrs bei 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 Ungleichgewichte auszugleichen, werden die Bandbreite und der Paketstrom der Verbindungen angepasst, um eine effiziente Verteilung des Datenverkehrs auf die Verbindungen in einem AE-Bündel zu erreichen.

    Um den adaptiven 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, fügen Sie das tolerance optionale Schlüsselwort auf Hierarchieebene [edit interfaces aex aggregated-ether-options load-balance adaptive] ein.

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

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

  • Zufälliges Spray-Load Balancing pro Paket

    Wenn die adaptive Load-Balancing-Option fehlschlägt, dient das paketabhängige, zufällige Spray-Load Balancing als letzter Ausweg. Es stellt sicher, dass die Mitglieder eines AE-Pakets gleichmäßig belastet werden, ohne die Bandbreite zu berücksichtigen. "Pro Paket" führt zu einer Neuordnung der Pakete und wird daher nur empfohlen, wenn die Anwendungen die Neuordnung absorbieren. Das zufällige Spray pro Paket eliminiert ein Ungleichgewicht im Datenverkehr, das als Folge von Softwarefehlern auftritt, mit Ausnahme des Paket-Hashs.

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

Die aggregierten Ethernet-Load-Balancing-Lösungen schließen sich gegenseitig aus. Wenn mehr als eine der Lastenausgleichslösungen konfiguriert ist, überschreibt die zuletzt konfigurierte Lösung die zuvor konfigurierte. Sie können die verwendete Lastenausgleichslösung 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 aus einer aggregierten Ethernetae()-Schnittstelle 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 Load-Balancing zu erhalten, spielt die Member-Verbindung des aggregierten Ethernet-Schnittstellenpakets, die 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 unausgewogene 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 Aggregation Group (LAG) oder aedes Bundles erfolgt.

Der Begriff "ausgeglichen" im Vergleich zu "unausgeglichen" gibt an, ob eine Selektortabelle für den Load Balancing-Mechanismus verwendet wird oder nicht. Das LAG-Bundle verwendet den unausgeglichenen Modus (Selektortabellenausgleich), um den Datenverkehr über die Mitgliedsverbindungen auszugleichen. Wenn die Datenverkehrsströme minimal sind, können die folgenden Probleme im unausgeglichenen Modus auftreten: Die Linkauswahllogik verwendet nur Teilbits des vorberechneten Hashs. Unabhängig von der Effizienz des Hashing-Algorithmus handelt es sich nur um die komprimierte Darstellung eines Datenflusses. Da die Varianz zwischen den Datenströmen sehr gering ist, bieten die resultierenden Hashes und die Teilmenge, die berechnet werden, nicht die erforderliche Variabilität, um alle LAG-Mitgliedsverbindungen effektiv zu nutzen. In der Hash-Berechnung und auch in der Selektortabelle gibt es eine übermäßige Menge an Zufallscharakter. Dies hat zur Folge, dass die Abweichung von einer optimalen Lastenausgleichstechnik für jeden ausgewählten untergeordneten Link größer ist, wenn die Anzahl der Datenströme geringer ist.

Die Abweichung pro untergeordnetem Link ist definiert als

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

wo

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

  • i bezeichnet das untergeordnete Linkelement/den Index.

  • Ci steht für die Pakete, die für diesen untergeordneten Link "i" übertragen werden.

  • M gibt die Gesamtzahl der Pakete an, die auf diesem LAG-Bündel übertragen wurden.

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

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

Der Mechanismus zum Aufzeichnen und Beibehalten von Zuständen für die Datenströme und zum entsprechenden Verteilen der Datenverkehrslast wird hinzugefügt. Infolgedessen werden sie für eine Anzahl von m Datenströmen auf n Mitgliedslinks eines LAG-Pakets oder auf die unilist der nächsten Hops in einem ECMP-Link verteilt. Diese Methode zur Aufteilung der Last auf Mitgliedsverbindungen wird als zustandsbehaftetes 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 zugeordnet werden, der auf bestimmten Feldern im Flow basiert. Dadurch wird die Abweichung, die bei jedem untergeordneten Link beobachtet wird, reduziert.

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

Betrachten Sie ein Beispielszenario, in dem "n" Links in der LAG mit Link-IDs von 0 bis n-1 identifiziert werden. Eine Hash-Tabelle oder eine Flow-Tabelle wird verwendet, um die Flows aufzuzeichnen, sobald sie angezeigt werden. Der Hashschlüssel wird unter Verwendung der Felder erstellt, die einen Datenfluss eindeutig identifizieren. Das Ergebnis der Suche identifiziert die link_id, die der Flow derzeit verwendet. Für jedes Paket wird die Datenflusstabelle basierend auf der Datenstromkennung untersucht. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wird, bedeutet dies, dass ein Paket zu einem Datenfluss 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 Datenstrom gehört. Die Link-ID wird verwendet, um die Verknüpfung auszuwählen, und der Flow wird in die Flow-Tabelle eingefügt.

Um einen Load Balancing pro Datenfluss 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 nächsten Hop für die Weiterleitung 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 er die LAG mithilfe vorhandener Parameter dynamisch ausgleicht, 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 des Datenverkehrs, indem er einen synchronisierten Neuverteilungs-Switchover über alle eingehenden Paketweiterleitungs-Engines (PFEs) über ein Regleichsintervall bereitstellt. Sie können das Intervall als Wert im Bereich von 1 bis 1000 Flows pro Minute angeben. Um den Lasttyp zu konfigurieren, fügen Sie die load-type (low | medium | high) Anweisung auf der [edit interfaces aeX unit logical-unit-number forwarding-options load-balance-stateful] Hierarchieebene ein.

Die stateful per-flow Option aktiviert die Load-Balancing-Funktion für AE-Bundles. Die rebalance Option löscht den Lastenausgleichsstatus in bestimmten Intervallen. Die load Option informiert die Packet Forwarding Engine über das geeignete zu verwendende Speichermuster. 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. In ähnlicher Weise kann für relativ hohe Datenströme (zwischen 100 und 1000 Datenströmen) das medium Schlüsselwort und das large Schlüsselwort für die maximalen Datenströme (zwischen 1000 und 10.000 Datenströmen) verwendet werden. Die ungefähre Anzahl von Flows für 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 Load Balancing-Zustände der Ethernet-Schnittstelle und erstellt sie neu.

Richtlinien für die Konfiguration des zustandsbehafteten Lastenausgleichs für aggegierte Ethernet-Schnittstellen oder LAG-Pakete

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 Aggregatselektor 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 Datenflüssen, da der alte Zustand verloren geht. Dies ist das vorhandene Verhalten, ohne zustandsbehaftetes Load Balancing pro Datenstrom zu aktivieren.

  • Zustandsbehaftete Lastausgleichsfunktionen pro Datenstrom auf AE-Schnittstellen, wenn der eingehende Datenverkehr die MPC1E-, MPC2E-, MPC3E-3D-, MPC5E- und MPC6E-Linecards erreicht. Andere Linecard-Typen beeinträchtigen diese Funktionalität nicht. 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. Der zustandsbehaftete Lastenausgleich wird nicht unterstützt, wenn es sich bei der Eingangs-Linecard um einen DPC und bei der Ausgangs-Linecard um einen DPC oder MPC handelt.

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

  • Das Aktivieren der Option für das erneute Verteilen oder das Löschen des Lastausgleichsstatus kann zu einer Neuordnung der Pakete für aktive Datenströme führen, da für Datenverkehrsströme unterschiedliche Sätze von Links ausgewählt werden können.

  • Obwohl die Funktionsleistung hoch ist, verbraucht sie eine beträchtliche Menge an Linecard-Speicher. Ungefähr bei 4000 logischen Schnittstellen oder 16 aggregierten logischen Ethernet-Schnittstellen kann diese Funktion auf unterstützten MPCs aktiviert sein. Wenn der Hardwarespeicher der Packet Forwarding Engine jedoch knapp wird, wird je nach verfügbarem Arbeitsspeicher auf den standardmäßigen Load Balancing-Mechanismus zurückgegriffen. In einer solchen Situation wird eine Systemprotokollierungsmeldung generiert und an die Routing-Engine gesendet. Es gibt keine Beschränkung für die Anzahl der AE-Schnittstellen, die zustandsbehaftetes Load Balancing unterstützen. Das Limit wird durch die Linecards bestimmt.

  • Wenn die Datenverkehrsströme häufig veraltet sind, muss das Gerät die Load Balancing-Zustände entfernen oder aktualisieren. Daher müssen Sie den Neuausgleich konfigurieren oder den Befehl clear in regelmäßigen Abständen ausführen, um einen ordnungsgemäßen Lastenausgleich zu gewährleisten. Andernfalls kann es zu Verkehrsverzerrungen kommen. Wenn ein untergeordneter Link ausfällt oder hochkommt, wird das Load Balancing-Verhalten in vorhandenen Datenströmen nicht geändert. Diese Bedingung dient dazu, eine Neuordnung der Pakete zu vermeiden. Neue Flows greifen die untergeordneten Verknüpfungen auf, die auftauchen. Wenn Sie feststellen, dass die Lastverteilung nicht sehr effektiv ist, können Sie die Lastenausgleichszustände löschen oder die Neuverteilungsfunktion verwenden, um eine automatische Freigabe der Hardwarezustände zu veranlassen. Wenn Sie die Rebalancing-Funktion konfigurieren, können Datenverkehrsflüsse auf andere Verbindungen umgeleitet werden, was zu einer Neuordnung der Pakete führen kann.

Konfiguration von zustandsbehaftetem Load Balancing auf aggregierten Ethernet-Schnittstellen

Der Mechanismus zum Aufzeichnen und Beibehalten von Zuständen für die Datenströme und zum entsprechenden Verteilen der Datenverkehrslast wird hinzugefügt. Infolgedessen werden sie für eine Anzahl von m Datenströmen auf n Mitgliedslinks eines LAG-Pakets oder auf die unilist der nächsten Hops in einem ECMP-Link verteilt. Diese Methode zur Aufteilung der Last auf Mitgliedsverbindungen wird als zustandsbehaftetes 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 zugeordnet werden, der auf bestimmten Feldern im Flow basiert. Dadurch wird die Abweichung, die bei jedem untergeordneten Link beobachtet wird, 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 zur Durchführung einer gleichmäßigen, effektiven Verteilung der Datenverkehrsflüsse auf die Mitgliedsverbindungen eines aggregierten Ethernet-Schnittstellenbündels (ae) auf Routern der MX-Serie mit MPC3Es und MPC4E, mit Ausnahme von MPC3Es und MPC4E.
  4. Konfigurieren Sie das regelmäßige Rebalancing von Datenverkehrsflüssen eines aggregierten Ethernet-Pakets, indem Sie den Lastausgleichsstatus in einem bestimmten Intervall löschen.
  5. Definieren Sie den Lastenausgleichstyp, um die Packet Forwarding Engine über das geeignete Speichermuster für Datenverkehrsflüsse zu informieren. Die ungefähre Anzahl von Flows für effektives Load-Balancing für jedes Schlüsselwort ist eine Ableitung.
  6. Konfigurieren Sie die Adressfamilie und die IP-Adresse für die ae Schnittstelle.

Konfigurieren des adaptiven Lastenausgleichs

In diesem Thema wird beschrieben, wie der adaptive Load Balancing konfiguriert wird. Adaptives Load Balancing sorgt für eine effiziente Nutzung der Verbindungsbandbreite der Mitglieder für ein aggregiertes Ethernet (AE)-Bündel. Adaptives Load Balancing verwendet einen Feedback-Mechanismus, um Ungleichgewicht der Datenverkehrslast zu korrigieren, indem die Bandbreite und die Paketströme auf Links innerhalb eines AE-Bündels 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 ausmachen.

  • Erstellen Sie ein AE-Bundle, indem Sie eine Reihe von Routerschnittstellen als aggregiertes Ethernet und mit einer bestimmten 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 Scanintervall für den adaptiven Load Balancing für das AE-Paket. Der Wert für das Scanintervall bestimmt die Länge des Datenverkehrsscans, indem der ganzzahlige Wert mit einem Zeitraum von 30 Sekunden multipliziert wird:
  3. Konfigurieren Sie den Prozentwert 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:

Konfigurieren des symmetrischen Hashings auf PIC-Ebene für das 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 DPI-Geräte (Deep Packet Inspection) über ein LAG-Bündel verbunden sind. Die DPI-Geräte verfolgen den Datenverkehr sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung.

Wenn symmetrisches Hashing konfiguriert ist, wird der umgekehrte Datenverkehrsfluss ebenfalls über denselben untergeordneten Link auf der LAG geleitet und fließt zwangsläufig durch dasselbe DPI-Gerät. Dies ermöglicht eine ordnungsgemäße Abrechnung der DPI des Datenverkehrs sowohl im Forward- als auch im Reverse-Flow.

Wenn kein symmetrisches Hashing konfiguriert ist, wird möglicherweise ein anderer untergeordneter Link auf der LAG für den umgekehrten Datenverkehrsfluss durch ein anderes DPI-Gerät ausgewählt. 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 Quelladresse und Zieladresse berechnet. Sie können symmetrisches Hashing sowohl auf Gehäuseebene als auch auf PIC-Ebene für das Load Balancing basierend auf Layer-2-, Layer-3- und Layer-4-Dateneinheitenfeldern für Family Inet (IPv4-Protokollfamilie) und Multiservice-Datenverkehr (Switch oder Bridge) konfigurieren. Symmetrisches Hashing auf Chassis-Ebene ist auf den gesamten Router anwendbar und wird von allen PICs und Packet Forwarding Engines übernommen. Die Konfiguration des symmetrischen Hashings auf PIC-Ebene bietet Ihnen 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 den symmetrischen Hash auf einem Router und den symmetrischen Hash auf dem Remote-End-Router konfigurieren oder umgekehrt.

Um symmetrisches Hashing auf Chassisebene zu konfigurieren, schließen Sie den symmetrischen Hash oder die symmetric-hash complement Anweisungen auf der [edit forwarding-options hash-key family] Hierarchieebene ein. Informationen zum Konfigurieren des symmetrischen Hashings auf Gehäuseebene und zum Konfigurieren des Verbindungsindex finden Sie in der Junos OS Network Interfaces Library for Routing Devices und in der Junos OS VPNs Library for Routing Devices.

Anmerkung:

Bei DPCs der MX-Serie bezieht sich die Konfiguration des symmetrischen Hashings auf der PIC-Ebene auf die Konfiguration des symmetrischen Hashings auf der Ebene der Packet Forwarding Engine.

Um symmetrisches Hashing auf der PIC-Ebene auf der Schnittstelle für eingehenden Datenverkehr (bei der der Datenverkehr in den Router gelangt) zu konfigurieren, fügen Sie den symmetrischen Hash oder symmetric-hash complement die Anweisung auf der Hierarchieebene [Chassis-FPC-PIC-Hash-Schlüssel slot-number pic-number bearbeiten] ein:

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

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

  • Die Hash-Schlüsselkonfiguration auf einem PIC oder einer Packet Forwarding Engine kann entweder im Modus "symmetrischer Hash" oder im Modus "symmetrisches Hashkomplement" erfolgen, jedoch nicht in beiden gleichzeitig.

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

Anmerkung:

Diese Beispiele gelten nur für die DPCs, die von MX240-, MX480- und MX960-Routern unterstützt werden. Eine Liste der unterstützten DPCs finden Sie unter Von MX240-, MX480- und MX960-Routern unterstützte DPCs im Abschnitt "Entsprechende Dokumentation".

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

Konfigurieren von symmetrischem Hashing für Familien-Multiservice auf beiden Routern

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

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

Konfigurieren des symmetrischen Hashings für die inet-Familie auf beiden Routern

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

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

Konfigurieren 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 eintritt, die symmetric-hash Anweisung auf der [edit chassis fpc slot-number pic pic-number hash-key family multiservice] Hierarchieebene ein:

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

Beispiel: Konfigurieren des aggregierten Ethernet-Lastenausgleichs

Beispiel: Konfigurieren des aggregierten Ethernet-Lastenausgleichs

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie das aggregierte 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 läuft auf allen Geräten

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 ausgeglichen wird, um die Verbindung besser nutzen zu können.

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

Beginnend mit Junos OS Version 13.3 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing erweitert und bietet nun zwei Lösungen für die Lösung eines echten Datenverkehrsungleichgewichts bei aggregierten Ethernet-Paketen auf MICs oder MPCs von Routern der MX-Serie. Beginnend mit Junos OS Version 14.1 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing verbessert und bietet nun zwei Lösungen für die Lösung eines echten Ungleichgewichts im Datenverkehr bei aggregierten Ethernet-Paketen auf PICs oder FPCs von Paketübertragungs-Routern der PTX-Serie.

Die aggregierten Ethernet-Load-Balancing-Lösungen sind:

  • Adaptiv: Adaptives Load Balancing wird in Szenarien verwendet, in denen datenstrombasiertes 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 in der Netzwerklast.

    Die adaptive Load-Balancing-Lösung korrigiert das Ungleichgewicht des Datenverkehrsstroms, indem sie die Selektoreinträge modifiziert und regelmäßig die Verbindungsauslastung auf jedem Mitgliedslink des AE-Pakets scannt, um etwaige Abweichungen zu erkennen. Wenn eine Abweichung erkannt wird, wird ein Anpassungsereignis ausgelöst, und es werden weniger Datenströme auf die betroffene Elementverbindung abgebildet. Infolgedessen sinkt die angebotene Bandbreite dieses Mitgliedslinks. Dies führt zu einer kontinuierlichen Feedback-Schleife, die über einen bestimmten Zeitraum hinweg sicherstellt, dass allen Member-Links die gleiche Byte-Rate geboten wird, wodurch eine effiziente Datenverkehrsverteilung über jeden Member-Link im AE-Bundle gewährleistet wird.

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

    Anmerkung:

    Die Aktivierung des adaptiven Load Balancing kann dazu führen, dass die Pakete einmal in jedem Rebalancing-Intervall neu angeordnet werden.

    Diese pps Option aktiviert das Load Balancing basierend auf der Paketrate pro Sekunde. Die Standardeinstellung ist Load Balancing in Bits pro Sekunde.

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

    Der tolerance Wert ist der Grenzwert für die Varianz des Paketverkehrsflusses zu den aggregierten Ethernet-Verbindungen im Paket. Sie können eine maximale Abweichung von 100 Prozent angeben. Wenn das Attribut tolerance nicht konfiguriert ist, wird ein Standardwert von 20 Prozent für den adaptiven Load Balancing aktiviert. Ein kleinerer Toleranzwert gleicht die Bandbreite besser 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 paketbasierte Random-Spray-Load-Balancing-Lösung hilft, ein Ungleichgewicht im Datenverkehr auszugleichen, indem die Pakete nach dem Zufallsprinzip an die aggregierten nächsten Hops verteilt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Mitgliedslinks des AE-Pakets gleichmäßig geladen werden, was zu einer Neuordnung der Pakete führt.

    Darüber hinaus identifiziert das zufällige Spray pro Paket die eingehende Packet Forwarding Engine, die das Ungleichgewicht im Datenverkehr verursacht hat, und beseitigt ein Ungleichgewicht im Datenverkehr, das aufgrund von Softwarefehlern auftritt, mit Ausnahme des Paket-Hashs.

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

    Anmerkung:

    Die Paket-Option 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 Lastenausgleichslösungen 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

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

Abbildung 3: Aggregiertes Ethernet-Load-Balancing 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 Ihrer Netzwerkkonfiguration entsprechen, und kopieren Sie dann die Befehle, und fügen Sie sie dann in die CLI auf der [edit] Hierarchieebene ein.

R1-KARTON

R2

R3-KARTON

Konfigurieren des adaptiven Lastenausgleichs
Schritt-für-Schritt-Anleitung

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

So konfigurieren Sie den R2-Router:

Anmerkung:

Wiederholen Sie diesen Vorgang für die anderen Router, nachdem Sie die entsprechenden Schnittstellennamen, Adressen und andere 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 Mitgliedslinks des aggregierten Ethernet-Pakets ae0.

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

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

  6. Konfigurieren Sie die Verbindungsgeschwindigkeit für das aggregierte AE0-Ethernet-Paket.

  7. Konfigurieren Sie LACP für das aggregierte ae0-Ethernet-Paket.

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

  9. Aktivieren Sie das aggregierte Ethernet-Load Balancing für 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 auf 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 auf den AE-Bundles.

Befund

Bestätigen Sie im Konfigurationsmodus Ihre Konfiguration, indem Sie die show chassisBefehle , show interfacesshow accounting-options, und show protocols eingeben. Wenn in der Ausgabe nicht die beabsichtigte Konfiguration angezeigt wird, wiederholen Sie die Anweisungen in diesem Beispiel, um die Konfiguration zu korrigieren.

Verifizierung

Vergewissern Sie sich, dass die Konfiguration ordnungsgemäß funktioniert.

Überprüfen des adaptiven Load Balancing auf ae0
Zweck

Stellen Sie sicher, dass die über das aggregierte Ethernet-Paket ae0 empfangenen Pakete einen Lastenausgleich zwischen den fünf Mitgliedslinks aufweisen.

Aktion

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

Bedeutung

Die Mitgliedsverbindungen des aggregierten AE0-Ethernet-Pakets werden mit adaptivem Load Balancing vollständig genutzt.

Plattformspezifisches aggregiertes Ethernet-Load-Balancing-Verhalten

Verwenden Sie Funktionen entdecken, um die Plattform- und Releaseunterstützung für bestimmte Funktionen zu bestätigen.

Verwenden Sie die folgende Tabelle, um plattformspezifische Verhaltensweisen für Ihre Plattform zu überprüfen.

Plattformspezifisches aggregiertes Ethernet-Load-Balancing-Verhalten

Plattformunterschied

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 Mitgliedsschnittstellen für den 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. Ein Rebalancing wird nicht unterstützt, wenn der Lastenausgleich aufgrund einer Änderung der Anzahl der Datenströme 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 Schlüsselwörter und scan-interval optional 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 Funktionen entdecken , um festzustellen, ob eine Funktion auf Ihrer Plattform unterstützt wird.

Loslassen
Beschreibung
14.1
Beginnend mit Junos OS Version 14.1 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing verbessert und bietet nun zwei Lösungen für die Lösung eines echten Ungleichgewichts im Datenverkehr bei aggregierten Ethernet-Paketen auf PICs oder FPCs von Paketübertragungs-Routern der PTX-Serie.
13.3
Beginnend mit Junos OS Version 13.3 wurde das aggregierte Ethernet-Load Balancing erweitert und bietet nun zwei Lösungen für die Lösung eines echten Datenverkehrsungleichgewichts bei aggregierten Ethernet-Paketen auf MICs oder MPCs von Routern der MX-Serie.
10.1
Ab Junos OS Version 10.1 können Sie den Load Balancing-Hashschlüssel für Layer 2-Datenverkehr auch so konfigurieren, dass Felder in den Layer-3- und Layer-4-Headern mithilfe der payload Anweisung verwendet werden.