Présentation de l’équilibrage de charge
Découvrez l’équilibrage de charge sur les interfaces Ethernet agrégées et comment configurer l’équilibrage de charge en fonction des adresses MAC. Il réduit la congestion du réseau en répartissant le trafic entre plusieurs interfaces.
L’équilibrage de charge sur la couche 2 répartit le trafic sur les liens membres. Cette approche évite la congestion tout en maintenant la redondance. Les rubriques suivantes couvrent les bases de l’équilibrage de charge, ainsi que la façon de le configurer en fonction des adresses MAC, d’une liaison LAG et de l’utilisation du hachage résilient pour plus de cohérence.
Présentation de l’équilibrage de charge et de l’agrégation de liens Ethernet
Vous pouvez créer un LAG pour un groupe de ports Ethernet. Le trafic de pontage L2 est réparti en charge sur les liens membres de ce groupe, ce qui rend la configuration intéressante pour les problèmes de congestion ainsi que pour la redondance. Chaque bundle LAG contient jusqu’à 16 liaisons. La prise en charge de la plate-forme dépend de la version de Junos OS dans votre installation.
Pour les bundles LAG, l’algorithme de hachage détermine comment le trafic entrant dans un bundle LAG est placé sur les liens membres du bundle. L’algorithme de hachage tente de gérer la bande passante en équilibrant uniformément la charge de tout le trafic entrant sur les liens membres du lot. Le mode de hachage de l’algorithme de hachage est défini par défaut sur la charge utile L2. Lorsque le mode de hachage est défini sur la charge utile L2, l’algorithme de hachage utilise les champs de charge utile IPv4 et IPv6 pour le hachage. Vous pouvez également configurer la clé de hachage d’équilibrage de charge pour le trafic L2 afin d’utiliser des champs dans les en-têtes L3 et L3 4 à l’aide de l’instruction payload . Notez toutefois que le comportement d’équilibrage de charge est spécifique à la plate-forme et basé sur des configurations de clé de hachage appropriées.
Pour plus d’informations, consultez Configuration de l’équilibrage de charge sur une liaison LAG. Dans un commutateur L2, une liaison est surutilisée et d’autres sont sous-utilisées.
Configurer l’équilibrage de charge en fonction des adresses MAC
Le mécanisme de clé de hachage pour l’équilibrage de charge utilise des informations MAC L2 telles que l’adresse source et l’adresse de destination de la trame. Pour équilibrer la charge du trafic en fonction des informations MAC L2, incluez l’instruction multiservice au niveau de la [edit forwarding-options hash-key] hiérarchie ou [edit chassis fpc slot number pic PIC number hash-key] :
multiservice {
source-mac;
destination-mac;
payload {
ip {
layer3-only;
layer-3 (source-ip-only | destination-ip-only);
layer-4;
inner-vlan-id;
outer-vlan-id;
}
}
}
Utilisez l’explorateur de fonctionnalités pour confirmer la prise en charge de la plate-forme et de la version pour des fonctionnalités spécifiques.
Consultez la section Comportement d’équilibrage de charge basé sur l’adresse MAC spécifique à la plate-forme pour obtenir des notes relatives à votre plate-forme.
Pour inclure les informations MAC de l’adresse de destination dans la clé de hachage, incluez l’option destination-mac . Pour inclure les informations MAC de l’adresse source dans la clé de hachage, incluez l’option source-mac .
-
Tous les paquets ayant la même adresse source et la même adresse de destination seront envoyés sur le même chemin.
-
Vous pouvez configurer l’équilibrage de charge par paquet pour optimiser les flux de trafic EVPN sur plusieurs chemins.
-
Les liaisons de membres Ethernet agrégées utiliseront désormais l’adresse MAC physique comme adresse MAC source dans les paquets OAM 802.3ah.
Comportement d’équilibrage de charge basé sur l’adresse MAC spécifique à la plate-forme
| Plateforme |
Différence |
|---|---|
| ACX Series |
|
Voir aussi
Configurer l’équilibrage de charge sur une liaison LAG
Vous pouvez configurer la clé de hachage d’équilibrage de charge pour le trafic L2 afin d’utiliser des champs dans les en-têtes L3 et de couche 4 à l’intérieur de la charge utile de trame à des fins d’équilibrage de charge à l’aide de l’instruction payload . Vous pouvez configurer l’instruction pour examiner les champs d’en-tête de paquet de couche 3 et d’adresse IP source uniquement ou d’adresse IP de destination uniquement . Vous pouvez également examiner les champs de couche 4 . Vous configurez cette instruction au niveau de la [edit forwarding-options hash-key family multiservice] hiérarchie.
Vous pouvez configurer les options L3 ou L4, ou les deux. Les options d’adresse IP source uniquement ou d’adresse IP de destination uniquement s’excluent mutuellement. Cette layer-3-only instruction n’est pas disponible sur les routeurs MX Series.
Par défaut, l’implémentation Junos de la norme 802.3ad équilibre le trafic sur les liaisons membres au sein d’un bundle Ethernet agrégé en fonction des informations L3 transportées dans le paquet.
Pour plus d’informations sur la configuration des LAG, reportez-vous à la bibliothèque d’interfaces réseau de Junos OS pour les équipements de routage.
Exemple:
Cet exemple configure la clé de hachage d’équilibrage de charge pour utiliser l’option d’adresse IP L3 source et les champs d’en-tête de couche 4. L’exemple inclut également les adresses MAC source et de destination pour l’équilibrage de charge sur une liaison LAG.
[edit]
forwarding-options {
hash-key {
family multiservice {
source-mac;
destination-mac;
payload {
ip {
layer-3 {
source-ip-only;
}
layer-4;
}
}
}
}
}
Toute modification de la configuration de la clé de hachage nécessite un redémarrage du FPC pour que les modifications prennent effet.
Exemple : configuration de l’équilibrage de charge sur une liaison LAG
Cet exemple configure la clé de hachage d’équilibrage de charge pour utiliser l’option d’adresse IP de couche 3 source et les champs d’en-tête de couche 4, ainsi que les adresses MAC source et de destination pour l’équilibrage de charge sur une liaison LAG (Link Aggregation Group) :
[edit]
forwarding-options {
hash-key {
family multiservice {
source-mac;
destination-mac;
payload {
ip {
layer-3 {
source-ip-only;
}
layer-4;
}
}
}
}
}
Toute modification de la configuration de la clé de hachage nécessite un redémarrage du FPC pour que les modifications prennent effet.
Comprendre l’équilibrage de charge multicast sur des liaisons 10 Gigabit agrégées pour le trafic multicast routé sur les commutateurs EX8200
Le streaming vidéo a parcouru un long chemin depuis son introduction en 1997. Au départ, il était principalement utilisé pour des présentations occasionnelles. Mais à mesure qu’il gagnait en popularité, l’envoi d’un flux distinct à chaque utilisateur a rapidement submergé les réseaux.
Pour résoudre ce problème, des protocoles de multicast ont été développés. La multidiffusion permet à un serveur d’envoyer un seul flux de données à tout un groupe de destinataires à la fois, au lieu d’envoyer des flux individuels à chacun d’eux. L’envoi d’un seul flux de données à tout un groupe de destinataires à la fois réduit considérablement la duplication des données et la congestion du réseau, ce qui permet un flux constant de films, d’actualités et d’autres vidéos vers tous nos appareils.
Même avec le multicast, la quantité massive de données vidéo met à rude épreuve le matériel réseau et la bande passante. Cela entraînait souvent des blips et des bégaiements gênants pendant la transmission.
Pour gérer cela, les ingénieurs réseau ont commencé à combiner plusieurs liaisons physiques en un canal logique plus large. Ces connexions virtuelles sont appelées interfaces multicast ou LAG.
L’équilibrage de charge multicast garantit que chacune des liaisons individuelles d’un LAG est utilisée efficacement. Il utilise des algorithmes de hachage pour évaluer constamment le flux de données et ajuster la façon dont il est distribué sur les liens. Cela permet d’éviter qu’un seul lien ne soit surchargé ou sous-utilisé. Sur les commutateurs Ethernet EX8200 de Juniper Networks, l’équilibrage de charge multicast est activé par défaut.
Ce sujet comprend :
- Créez des LAG pour le multicast par incréments de 10 gigabits
- Quand dois-je utiliser l’équilibrage de charge multicast ?
- Comment fonctionne l’équilibrage de charge multicast ?
- Comment implémenter l’équilibrage de charge multicast sur un commutateur EX8200 ?
Créez des LAG pour le multicast par incréments de 10 gigabits
La taille maximale de liaison sur un commutateur EX8200 est de 10 gigabits. Si un commutateur EX8200 a besoin d’une liaison plus importante, vous pouvez combiner jusqu’à douze liaisons 10 gigabits. Dans l’exemple de topologie illustré à la Figure 1, quatre liaisons de 10 gigabits ont été agrégées pour former chacune une liaison de 40 gigabit.
EX8200
Quand dois-je utiliser l’équilibrage de charge multicast ?
Utilisez un LAG avec équilibrage de charge multicast lorsque vous avez besoin d’une liaison en aval supérieure à 10 gigabits. Ce besoin se pose fréquemment lorsque vous agissez en tant que fournisseur de services ou lorsque vous faites du multicast vidéo à un large public.
Pour utiliser l’équilibrage de charge multicast, vous avez besoin des éléments suivants :
-
Commutateur EX8200 : les commutateurs autonomes prennent en charge l’équilibrage de charge multicast, contrairement à Virtual Chassis .
-
Une configuration de multicast routé L3 : pour plus d’informations sur la configuration du multicast, reportez-vous au Guide de configuration des protocoles de routage de Junos OS .
-
Liaisons 10 Gigabit agrégées dans un LAG : pour plus d’informations sur la configuration des LAG avec multicast équilibrage de charge, reportez-vous à la section Configuration de l’équilibrage de charge multicast à utiliser avec des liaisons Ethernet 10 Gigabit agrégées sur EX8200 Commutateurs (procédure CLI).
Comment fonctionne l’équilibrage de charge multicast ?
Lorsque le trafic peut utiliser plusieurs liens membres, le trafic qui fait partie du même flux doit toujours se trouver sur la même liaison.
L’équilibrage de charge multicast utilise l’un des sept algorithmes de hachage pour distribuer efficacement les flux de données sur toutes les liaisons agrégées disponibles. Il utilise également une technique appelée remaniement des files d’attente pour équilibrer le trafic.
Vous pouvez soit sélectionner un algorithme spécifique, soit utiliser la valeur par défaut, qui est crc-sgip. Cet algorithme par défaut utilise un contrôle de redondance cyclique (CRC) sur les adresses IP de groupe des paquets de multicast. Nous vous recommandons de commencer par la valeur par défaut et de n'essayer d'autres options que si vous constatez que votre trafic L3 n'est pas réparti uniformément.
Comprendre les algorithmes de hachage
Six des sept algorithmes sont basés sur la valeur hachée des adresses IP et produiront toujours le même résultat pour le même flux de données. Cependant, l’option de mode équilibré est unique car ses résultats peuvent changer en fonction de l’ordre dans lequel les flux sont ajoutés.
Voir le Tableau 1 pour plus d’informations.
| Algorithmes de hachage |
Fondé sur |
Utilisation optimale |
|---|---|---|
| CRC-SGIP |
Vérification cyclique de la redondance de l’adresse IP source et de groupe des paquets multicast |
Par défaut : gestion hautes performances du trafic IP sur un réseau Ethernet 10 Gigabit. Affectation prévisible au même lien à chaque fois. Ce mode est complexe mais donne un bon hachage distribué. |
| CRC-GIP |
Contrôle cyclique de la redondance de l’adresse IP de groupe des paquets multicast |
Affectation prévisible au même lien à chaque fois. Essayez ce mode lorsque crc-sgip ne distribue pas uniformément le trafic de multicast routé L3 et que les adresses IP de groupe varient. |
| crc-sip |
CRC de l’adresse IP source des paquets de multicast |
Affectation prévisible au même lien à chaque fois. Essayez ce mode lorsque crc-sgip ne répartit pas uniformément le trafic multicast routé L3 et que les sources de flux varient. |
| simple-sgip |
Calcul XOR de l’adresse IP source et de groupe des paquets multicast |
Affectation prévisible au même lien à chaque fois. Il s’agit d’une méthode de hachage simple qui peut ne pas donner une distribution aussi uniforme que crc-sgip. Essayez ce mode lorsque crc-sgip ne distribue pas uniformément le trafic de multicast routé L3. |
| simple-gip |
Calcul XOR de l’adresse IP de groupe des paquets multicast |
Affectation prévisible au même lien à chaque fois. Il s’agit d’une méthode de hachage simple qui peut ne pas donner une distribution aussi uniforme que crc-gip. Essayez ceci lorsque crc-gip ne distribue pas uniformément le trafic multicast routé L3 et que les adresses IP de groupe varient. |
| simple-sip |
Calcul XOR de l’adresse IP source des paquets multicast |
Affectation prévisible au même lien à chaque fois. Il s’agit d’une méthode de hachage simple qui peut ne pas donner une distribution aussi uniforme que crc-sip. Essayez ce mode lorsque crc-sip ne distribue pas uniformément le trafic de multicast routé L3 et que les sources de flux varient. |
| équilibré |
Méthode de calcul Round-Robin utilisée pour identifier les liaisons multicast avec le moins de trafic |
Le meilleur équilibre est atteint, mais vous ne pouvez pas prédire quel lien sera utilisé de manière cohérente car cela dépend de l’ordre dans lequel les flux sont mis en ligne. À utiliser lorsqu’une affectation cohérente n’est pas nécessaire après chaque redémarrage. |
Comment implémenter l’équilibrage de charge multicast sur un commutateur EX8200 ?
Pour mettre en œuvre l’équilibrage de charge multicast avec un niveau de débit optimisé sur un commutateur EX8200, suivez ces recommandations :
-
Prévoyez 25 % de bande passante inutilisée dans la liaison agrégée pour tenir compte des déséquilibres dynamiques dus aux changements de liaison causés par le partage d’interfaces multicast.
-
Pour les liaisons en aval, utilisez des interfaces de multicast de même taille dans la mesure du possible. En outre, pour les liaisons agrégées en aval, le débit est optimisé lorsque les membres du lien agrégé appartiennent aux mêmes appareils.
-
Pour les liens agrégés en amont, utilisez un lien L3 dans la mesure du possible. En outre, pour les liens agrégés en amont, le débit est optimisé lorsque les membres du lien agrégé appartiennent à des périphériques différents.
Voir aussi
Exemple : Configuration de l’équilibrage de charge multicast pour une utilisation avec des interfaces Ethernet 10 Gigabit agrégées sur des commutateurs EX8200
Les commutateurs EX8200 prennent en charge l’équilibrage de charge multicast sur les LAG. L’équilibrage de charge multicast répartit uniformément le trafic de multicast routé L3 sur les LAG, Vous pouvez agréger jusqu’à douze liaisons Ethernet 10 gigabits pour former une liaison virtuelle 120 gigabit ou LAG. Le client MAC peut traiter cette liaison virtuelle comme s’il s’agissait d’une liaison unique afin d’augmenter la bande passante, de fournir une dégradation agréable en cas de défaillance de liaison et d’augmenter la disponibilité. Sur les commutateurs EX8200, l’équilibrage de charge multicast est activé par défaut. Toutefois, s’il est explicitement désactivé, vous pouvez le réactiver.
Une interface avec une adresse IP déjà configurée ne peut pas faire partie du LAG.
Seuls les commutateurs autonomes EX8200 avec des liaisons de 10 gigabits prennent en charge l’équilibrage de charge multicast. Virtual Chassis ne prend pas en charge l’équilibrage de charge multicast.
Cet exemple montre comment configurer un LAG et réactiver l’équilibrage de charge multicast :
Exigences
Cet exemple utilise les composants matériels et logiciels suivants :
Deux commutateurs EX8200, l’un utilisé comme commutateur d’accès et l’autre comme commutateur de distribution
Junos OS version 12.2 ou ultérieure pour les commutateurs EX Series
Avant de commencer :
Configurez quatre interfaces 10 gigabits sur le commutateur de distribution EX8200 : xe-0/1/0, xe-1/1/0, xe-2/1/0 et xe-3/1/0. Reportez-vous à la section Configuration d’interfaces Gigabit Ethernet (procédure CLI).
Vue d’ensemble et topologie
L’équilibrage de charge multicast utilise l’un des sept algorithmes de hachage pour équilibrer le trafic entre les liaisons individuelles de 10 gigabits dans le LAG. Pour une description des algorithmes de hachage, voir multicast-loadbalance. L’algorithme de hachage par défaut est crc-sgip. Vous pouvez tester les différents algorithmes de hachage jusqu’à ce que vous trouviez celui qui équilibre le mieux votre trafic multicast routé L3.
Lorsqu’une liaison de plus de 10 gigabits est nécessaire sur un commutateur EX8200, vous pouvez combiner jusqu’à douze liaisons de 10 gigabits pour créer plus de bande passante. Cet exemple utilise la fonctionnalité d’agrégation de liens pour combiner quatre liaisons de 10 gigabits en une liaison de 40 gigabits sur le commutateur de distribution. En outre, l’équilibrage de charge multicast est activé pour assurer une distribution uniforme du trafic multicast routé de couche 3 sur la liaison 40 gigabits. Dans l’exemple de topologie illustré à la Figure 2, un commutateur EX8200 de la couche de distribution est connecté à un commutateur EX8200 de la couche d’accès.
La vitesse de liaison est automatiquement déterminée en fonction de la taille du LAG configuré. Par exemple, si un LAG est composé de quatre liaisons de 10 gigabits, la vitesse de liaison est de 40 Gbit/s.
L’algorithme de hachage par défaut, crc-sgip, implique un contrôle de redondance cyclique (CRC) des adresses IP source et de groupe du paquet multicast.
10 Gigabit
Vous allez configurer un LAG sur chaque commutateur et réactiver l’équilibrage de charge multicast. Lorsqu’il est réactivé, l’équilibrage de charge multicast prend automatiquement effet sur le LAG, et la vitesse est définie sur 10 Gbit/s pour chaque liaison du LAG. La vitesse de liaison du LAG de 40 gigabits est automatiquement réglée sur 40 Gbit/s.
Configuration
Procédure
Configuration rapide de la CLI
set chassis aggregated-devices ethernet device-count 1 set interfaces ae0 aggregated-ether-options minimum-links 1 set interfaces xe-0/1/0 ether-options 802.3ad ae0 set interfaces xe-1/1/0 ether-options 802.3ad ae0 set interfaces xe-2/1/0 ether-options 802.3ad ae0 set interfaces xe-3/1/0 ether-options 802.3ad ae0 set chassis multicast-loadbalance hash-mode crc-gip
Procédure étape par étape
Pour configurer un LAG et réactiver l’équilibrage de charge multicast :
Spécifiez le nombre d’interfaces Ethernet agrégées (aex) à créer :
[edit chassis] user@switch#
set aggregated-devices ethernet device-count 1Spécifiez le nombre minimum de liens pour l’aex, c’est-à-dire le LAG, à étiqueter
up:Par défaut, une seule liaison doit être active pour que le LAG soit étiqueté
up.[edit interfaces] user@switch#
set ae0 aggregated-ether-options minimum-links 1Précisez les quatre membres à inclure dans le GAL :
[edit interfaces] user@switch#
set xe-0/1/0 ether-options 802.3ad ae0user@switch#set xe-1/1/0 ether-options 802.3ad ae0user@switch#set xe-2/1/0 ether-options 802.3ad ae0user@switch#set xe-3/1/0 ether-options 802.3ad ae0Réactiver l’équilibrage de charge multicast :
[edit chassis] user@switch# set multicast-loadbalanceVous n’avez pas besoin de définir la vitesse de liaison comme vous le faites pour les LAG qui n’utilisent pas multicast équilibrage de charge. La vitesse de liaison est automatiquement réglée sur 40 Gbit/s sur un LAG de 40 gigabits.
Vous pouvez éventuellement modifier la valeur de l’option
hash-modedans l’instruction multicast-loadbalance pour essayer différents algorithmes jusqu’à ce que vous trouviez celui qui distribue le mieux votre trafic de multicast routé L3.Si vous modifiez l’algorithme de hachage lorsque l’équilibrage de charge multicast est désactivé, le nouvel algorithme prend effet une fois que vous avez réactivé l’équilibrage de charge multicast.
Résultats
Vérifiez les résultats de la configuration :
user@switch> show configuration
chassis
aggregated-devices {
ethernet {
device-count 1;
}
}
multicast-loadbalance {
hash-mode crc-gip;
}
interfaces
xe-0/1/0 {
ether-options {
802.3ad ae0;
}
}
xe-1/1/0 {
ether-options {
802.3ad ae0;
}
}
xe-2/1/0 {
ether-options {
802.3ad ae0;
}
}
xe-3/1/0 {
ether-options {
802.3ad ae0;
}
}
ae0 {
aggregated-ether-options {
minimum-links 1;
}
}
}
Vérification
Pour confirmer que la configuration fonctionne correctement, effectuez les tâches suivantes :
Vérification de l’état d’une interface LAG
But
Vérifiez qu’un LAG (ae0) a été créé sur le commutateur.
Action
Vérifiez que le LAG ae0 a été créé :
user@switch> show interfaces ae0 terse
Interface Admin Link Proto Local Remote ae0 up up ae0.0 up up inet 10.10.10.2/24
Signification
Le nom de l’interface aex indique un LAG. A signifie agrégé et E signifie Ethernet. Le nombre différencie les différents GAL.
Vérification de l’équilibrage de charge multicast
But
Vérifiez que le trafic est réparti de manière égale entre les chemins.
Action
Vérifiez l’équilibrage de charge sur les quatre interfaces :
user@switch> monitor interface traffic
Bytes=b, Clear=c, Delta=d, Packets=p, Quit=q or ESC, Rate=r, Up=^U, Down=^D ibmoem02-re1 Seconds: 3 Time: 16:06:14 Interface Link Input packets (pps) Output packets (pps) xe-0/1/0 Up 2058834 (10) 7345862 (19) xe-1/1/0 Up 2509289 (9) 6740592 (21) xe-2/1/0 Up 8625688 (90) 10558315 (20) xe-3/1/0 Up 2374154 (23) 71494375 (9)
Signification
Les interfaces doivent transporter approximativement la même quantité de trafic.
Tableau de l’historique des modifications
La prise en charge des fonctionnalités est déterminée par la plateforme et la version que vous utilisez. Utilisez l’explorateur de fonctionnalités pour déterminer si une fonctionnalité est prise en charge sur votre plateforme.
payload .