集合型イーサネットインターフェイスのロードバランシング
ロードバランシングは、メンバーリンク全体のレイヤー2で行われ、混雑することなく構成を改善し、冗長性を維持します。以下のトピックでは、ロードバランシングの概要、MACアドレスとLAGリンクに基づくロードバランシングの設定、復元力のあるハッシュによる一貫性の理解について説明します。
ロードバランシングとイーサネットリンクアグリゲーションの概要
イーサネットポートのグループに対して、リンクアグリゲーショングループ(LAG)を作成できます。レイヤー 2 ブリッジング トラフィックは、このグループのメンバー リンク間でロード バランシングされるため、冗長性だけでなく、輻輳の懸念にも魅力的な構成になっています。各LAGバンドルには、最大16個のリンクが含まれています。(プラットフォームのサポートは、インストールされたJunos OSのリリースによって異なります)。
LAGバンドルの場合、ハッシュアルゴリズムにより、LAGバンドルに入るトラフィックがバンドルのメンバーリンクにどのように配置されるかが決まります。ハッシュ アルゴリズムは、バンドル内のメンバー リンク間ですべての受信トラフィックを均等にロード バランシングすることにより、帯域幅を管理しようとします。ハッシュ アルゴリズムのハッシュ モードは、デフォルトでレイヤ 2 ペイロードに設定されています。hash-mode がレイヤー 2 ペイロードに設定されている場合、ハッシュ アルゴリズムは IPv4 および IPv6 ペイロード フィールドをハッシュに使用します。また、 payload ステートメントを使用して、レイヤー 3 およびレイヤー 4 ヘッダーのフィールドを使用するようにレイヤー 2 トラフィックのロードバランシング ハッシュ キーを設定することもできます。ただし、ロードバランシングの動作はプラットフォーム固有であり、適切なハッシュキー設定に基づいていることに注意してください。
詳細については、 LAGリンクでの負荷分散の設定を参照してください。レイヤー2スイッチでは、1つのリンクが過剰に使用され、他のリンクが過小に使用されています。
MACアドレスに基づくロード バランシングの設定
負荷分散のためのハッシュ鍵メカニズムは、フレームの送信元や宛先アドレスなどのレイヤー 2 のメディアアクセス制御(MAC)情報を使用します。レイヤー2 MAC情報に基づいてトラフィックをロードバランシングするには、[edit forwarding-options hash-key]または[edit chassis fpc slot number pic PIC number hash-key]階層レベルでmultiserviceステートメントを含めます。
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;
}
}
}
Feature Expolorerを使用して、特定の機能に対するプラットフォームとリリースのサポートを確認します。
ご使用のプラットフォームに関連する注意事項については、「 プラットフォーム固有の MAC アドレス ベースのロード バランシング動作 」の項を参照してください。
ハッシュ キーに宛先アドレスの MAC 情報を含めるには、 destination-mac オプションを含めます。ハッシュ キーに送信元アドレスの MAC 情報を含めるには、 source-mac オプションを含めます。
-
同じ送信元アドレスと宛先アドレスを持つパケットはすべて、同じパスを介して送信されます。
-
パケット単位のロードバランシングを設定して、複数のパスにわたるEVPNトラフィック フローを最適化できます。
-
集合型イーサネットメンバーリンクは、802.3ah OAMパケットの送信元MACアドレスとして物理MACアドレスを使用するようになります。
プラットフォーム固有のMACアドレスベースのロードバランシング動作
| プラットホーム |
差 |
|---|---|
| ACXシリーズ |
|
参照
LAGリンクでの負荷分散の設定
レイヤー 2 トラフィックの ロードバランシング ハッシュ キーは、 payload ステートメントを使用して負荷分散を行う目的で、フレーム ペイロード内のレイヤー 3 およびレイヤー 4 ヘッダーのフィールドを使用するように設定できます。ステートメントを設定して、 レイヤー 3 (および source-ip-only または destination-ip-only パケット ヘッダー フィールド)または レイヤー 4 フィールドを参照できます。このステートメントは、 [edit forwarding-options hash-key family multiservice] 階層レベルで設定します。
レイヤー 3 またはレイヤー 4 オプション、あるいはその両方を設定できます。 source-ip-only オプションと destination-ip-only オプションは相互に排他的です。 layer-3-only ステートメントは、MXシリーズルーターでは使用できません。
デフォルトでは、Junosに802.3adを実装すると、パケットに含まれるレイヤー3情報に基づいて、集約されたイーサネットバンドル内のメンバーリンク間でトラフィックが分散されます。
リンクアグリゲーショングループ(LAG)設定の詳細については、 ルーティングデバイス用Junos OSネットワークインターフェイスライブラリを参照してください。
例:LAGリンクでのロードバランシングの設定
この例では、送信元レイヤー 3 の IP アドレスオプションとレイヤー 4 ヘッダーフィールド、さらに送信元と宛先の MAC アドレスを使用して、リンク集約グループ(LAG)リンクのロードバランシングを行うように負荷分散ハッシュキーを設定します。
[edit]
forwarding-options {
hash-key {
family multiservice {
source-mac;
destination-mac;
payload {
ip {
layer-3 {
source-ip-only;
}
layer-4;
}
}
}
}
}
ハッシュ キー設定の変更を有効にするには、FPC を再起動する必要があります。
EX8200スイッチ上のルーティングされたマルチキャストトラフィックの集約された10ギガビットリンクのマルチキャストロードバランシングを理解する
ストリーミングビデオ技術は1997年に導入されました。その後、データレプリケーションとネットワークの過負荷を軽減するために、マルチキャストプロトコルが開発されました。マルチキャストを使用すると、サーバーは複数のユニキャスト ストリームを送信する代わりに、1 つのストリームを受信者のグループに送信できます。ストリーミングビデオテクノロジーの使用は、以前は時折の企業プレゼンテーションに限定されていましたが、マルチキャスティングがテクノロジーを後押しし、その結果、映画、リアルタイムデータ、ニュースクリップ、アマチュアビデオの絶え間ないストリームがコンピューター、テレビ、タブレット、および電話にノンストップで流れています。しかし、これらのストリームはすべて、ネットワーク ハードウェアの容量をすぐに圧倒し、帯域幅の需要が増加し、伝送中に許容できないブリップとスタッタリングが発生しました。
増大する帯域幅の需要を満たすために、複数のリンクが仮想的に集約され、データフロー用のより大きな論理ポイントツーポイントリンクチャネルが形成されました。これらの仮想リンクの組み合わせは、マルチキャストインターフェイスと呼ばれ、リンクアグリゲーショングループ(LAG)とも呼ばれます。
マルチキャストロードバランシングでは、各LAG内の個々のリンクを管理して、各リンクが効率的に使用されるようにします。ハッシュアルゴリズムは、データストリームを継続的に評価し、LAG内のリンク上のストリーム分布を調整して、リンクが過小利用または過剰利用されないようにします。マルチキャストロードバランシングは、ジュニパーネットワークスEX8200イーサネットスイッチでデフォルトで有効になっています。
このトピックには以下のものが含まれます。
- マルチキャスト用のLAGを10ギガビット単位で作成
- マルチキャスト負荷分散はどのような場合に使用すべきですか?
- マルチキャストロードバランシングの仕組み
- EX8200スイッチにマルチキャストロードバランシングを実装する方法
マルチキャスト用のLAGを10ギガビット単位で作成
EX8200スイッチの最大リンクサイズは10ギガビットです。EX8200スイッチでより大きなリンクが必要な場合、最大12の10ギガビットリンクを組み合わせることができます。 図 1 に示すサンプル トポロジーでは、4 つの 10 ギガビット リンクが集約され、各 40 ギガビット リンクが形成されています。
マルチキャスト負荷分散はどのような場合に使用すべきですか?
10ギガビットを超えるダウンストリームリンクが必要な場合は、マルチキャストロードバランシングを備えたLAGを使用します。このニーズは、サービス プロバイダーとして機能する場合や、大勢の視聴者にビデオをマルチキャストする場合に頻繁に発生します。
マルチキャストロードバランシングを使用するには、以下が必要です。
EX8200スイッチ—スタンドアロンスイッチはマルチキャストロードバランシングをサポートしていますが、 バーチャルシャーシ はサポートしていません。
レイヤー 3 ルーティングされたマルチキャスト設定—マルチキャストの設定については、『 Junos OS ルーティングプロトコル設定ガイド』を参照してください。
LAG内の集約された10ギガビットリンク—マルチキャストロードバランシングを使用したLAGの設定については、 EX8200スイッチ上の集約型10ギガビットイーサネットリンクで使用するマルチキャストロードバランシングの設定(CLI手順)を参照してください。
マルチキャストロードバランシングの仕組み
トラフィックが複数のメンバーリンクを使用できる場合、同じストリームの一部であるトラフィックは、常に同じリンク上にある必要があります。
マルチキャストロードバランシングでは、7種類のハッシュアルゴリズムのうちの1つと、キューシャッフル(2つのキューを交互に使用する)と呼ばれる技術を使用して、データを分散および分散し、利用可能なすべての集約リンクにストリームを誘導します。マルチキャストロードバランシングを設定するときに7つのアルゴリズムのいずれかを選択するか、マルチキャストパケットのグループIPアドレスに巡回冗長性検査(CRC)アルゴリズムを使用するデフォルトのアルゴリズムであるcrc-sgipを使用できます。crc-sgip のデフォルトから始めて、このアルゴリズムがレイヤ 3 ルーティングされたマルチキャスト トラフィックを均等に分散しない場合は、他のオプションを試すことを推奨します。そのうちの6つのアルゴリズムは、IPアドレスのハッシュ値(IPv4またはIPv6)に基づいており、使用するたびに同じ結果を生成します。バランス モード オプションのみ、ストリームが追加される順序によって異なる結果が生成されます。詳しくは、 表 1 を参照してください。
| ハッシュ アルゴリズム |
に基づいて |
最適な使用方法 |
|---|---|---|
| CRC-SGIP |
マルチキャストパケットの送信元とグループIPアドレスの巡回冗長性チェック |
デフォルト—10ギガビットイーサネットネットワーク上のIPトラフィックの高性能管理。毎回同じリンクに予測可能な割り当て。このモードは複雑ですが、優れた分散ハッシュが得られます。 |
| CRC-GIP |
マルチキャストパケットのグループIPアドレスの巡回冗長性チェック |
毎回同じリンクに予測可能な割り当て。crc-sgip がレイヤ 3 のルーティングされたマルチキャスト トラフィックを均等に分配せず、グループ IP アドレスが異なる場合は、このモードを試してください。 |
| CRC-SIP |
マルチキャストパケットの送信元IPアドレスの巡回冗長性チェック |
毎回同じリンクに予測可能な割り当て。crc-sgip がレイヤ 3 のルーティングされたマルチキャスト トラフィックを均等に分散せず、ストリーム ソースが異なる場合は、このモードを試してください。 |
| simple-sgip |
マルチキャストパケットの送信元とグループIPアドレスのXOR計算 |
毎回同じリンクに予測可能な割り当て。これは単純なハッシュ法であり、crc-sgipが生成する分布ほど生成されない可能性があります。crc-sgip がレイヤ 3 ルーティングされたマルチキャスト トラフィックを均等に分散しない場合は、このモードを試してください。 |
| simple-gip |
マルチキャストパケットのグループIPアドレスのXOR計算 |
毎回同じリンクに予測可能な割り当て。これは単純なハッシュ方法であり、crc-gipが生成する分布ほど生成されない可能性があります。crc-gip がレイヤ 3 のルーティングされたマルチキャスト トラフィックを均等に分散せず、グループ IP アドレスが異なる場合にこれを試してください。 |
| シンプルシップ |
マルチキャストパケットの送信元IPアドレスのXOR計算 |
毎回同じリンクに予測可能な割り当て。これは単純なハッシュ方式であり、crc-sipが生成する分布ほど生成されない可能性があります。crc-sip がレイヤ 3 ルーティングされたマルチキャスト トラフィックを均等に分散せず、ストリーム ソースが異なる場合は、このモードを試してください。 |
| バランス |
トラフィック量が最も少ないマルチキャスト リンクを特定するために使用されるラウンドロビン計算方式 |
最適なバランスが実現されますが、どのリンクが一貫して使用されるかは、ストリームがオンラインになる順序に依存するため、予測できません。再起動のたびに一貫した割り当てが不要な場合に使用します。 |
EX8200スイッチにマルチキャストロードバランシングを実装する方法
EX8200スイッチで最適化されたスループット レベルでマルチキャストロードバランシングを実装するには、次の推奨事項に従います。
集約されたリンクの25%の未使用帯域幅を許可し、マルチキャストインターフェイスの共有によるリンク変更による動的な不均衡に対応します。
ダウンストリーム リンクの場合は、可能な限り同じサイズのマルチキャスト インターフェイスを使用します。また、ダウンストリームの集約されたリンクでは、集約されたリンクのメンバーが同じデバイスに属している場合にスループットが最適化されます。
アップストリームの集約型リンクについては、可能な限りレイヤー3リンクを使用します。また、アップストリームの集約リンクでは、集約されたリンクのメンバーが異なるデバイスに属している場合にスループットが最適化されます。
参照
例:EX8200スイッチ上の集合型10ギガビットイーサネットインターフェイスで使用するマルチキャストロードバランシングの設定
EX8200スイッチは、LAG(リンクアグリゲーショングループ)上でマルチキャストロードバランシングをサポートしています。マルチキャストロードバランシングは、レイヤー3のルーティングされたマルチキャストトラフィックをLAG上に均等に分散し、最大12の10ギガビットイーサネットリンクを集約して、120ギガビットの仮想リンクまたはLAGを形成できます。MACクライアントは、この仮想リンクを単一リンクのように扱うことで、帯域幅を拡大し、リンク障害発生時に緩やかな劣化を提供し、可用性を高めることができます。EX8200 スイッチでは、マルチキャスト ロードバランシングがデフォルトで有効になっています。ただし、明示的に無効になっている場合は、再度有効にすることができます。.
IPアドレスがすでに設定されているインターフェイスは、LAGの一部になれません。
10ギガビットリンクを備えたEX8200スタンドアロンスイッチのみが、マルチキャストロードバランシングをサポートしています。バーチャルシャーシは、マルチキャストロードバランシングをサポートしていません。
次に、LAG を設定し、マルチキャストのロードバランシングを再度有効にする例を示します。
必要条件
この例では、以下のハードウェアとソフトウェアのコンポーネントを使用しています。
EX8200 スイッチ 2台。1台はアクセス スイッチ、もう 1 台は分散型スイッチとして使用
Junos OS リリース 12.2 以降(EXシリーズ スイッチの場合)
開始する前に、以下を実行します。
EX8200分散型スイッチで、4つの10ギガビットインターフェイス(xe-0/1/0、xe-1/1/0、xe-2/1/0、xe-3/1/0)を設定します。ギ ガビットイーサネットインターフェイスの設定(CLI手順)を参照してください。
概要とトポロジー
マルチキャスト ロードバランシングは、7 つのハッシュ アルゴリズムのいずれかを使用して、LAG 内の個々の 10 ギガビット リンク間のトラフィックを分散します。ハッシュ アルゴリズムの説明については、 multicast-loadbalanceを参照してください。デフォルトのハッシュアルゴリズムは crc-sgip です。レイヤー 3 ルーティングされたマルチキャスト トラフィックのバランスが最適のものが見つかるまで、さまざまなハッシュ アルゴリズムを試すことができます。
EX8200スイッチで10ギガビットを超えるリンクが必要な場合、最大12の10ギガビットリンクを組み合わせて、より多くの帯域幅を作成できます。この例では、リンクアグリゲーション機能を使用して、4つの10ギガビットリンクを分散型スイッチ上の40ギガビットリンクに結合します。さらに、マルチキャストロードバランシングが有効になっているため、40ギガビットリンク上でレイヤー3ルーティングされたマルチキャストトラフィックが均等に分散されます。 図 2 に示すサンプル トポロジーでは、ディストリビューション層の EX8200 スイッチがアクセス層の EX8200 スイッチに接続されています。
リンク速度は、設定されたLAGのサイズに基づいて自動的に決定されます。たとえば、LAGが4つの10ギガビットリンクで構成されている場合、リンク速度は40ギガビット/秒です)。
デフォルトのハッシュ アルゴリズムである crc-sgip では、マルチキャスト パケットの送信元 IP アドレスとグループ IP アドレスの両方の巡回冗長性チェックが行われます。
各スイッチでLAGを設定し、マルチキャストロードバランシングを再度有効にします。再度有効にすると、マルチキャストロードバランシングがLAGで自動的に有効になり、LAG内の各リンクの速度が10ギガビット/秒に設定されます。40ギガビットLAGのリンク速度は、自動的に40ギガビット/秒に設定されます。
構成
プロシージャ
CLIクイック構成
この例をすばやく設定するには、次のコマンドをコピーしてテキストファイルに貼り付け、改行を削除して、ネットワーク構成に合わせて必要な詳細を変更し、 [edit] 階層レベルのCLIにコマンドをコピー&ペーストしてください。
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
手順
LAG を設定し、マルチキャストのロードバランシングを再度有効にするには:
作成するアグリゲートイーサネットインターフェイスの数を指定します。
[edit chassis] user@switch#
set aggregated-devices ethernet device-count 1集合型イーサネットインターフェイス(aex)、つまりLAGのリンク最小数を指定します。
upラベル付けします。手記：デフォルトでは、LAGに
upラベルを付けるために必要なリンクは1つだけです。[edit interfaces] user@switch#
set ae0 aggregated-ether-options minimum-links 1LAG 内に含める 4 つのメンバーを指定します。
[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 ae0マルチキャストロードバランシングを再度有効にします。
[edit chassis] user@switch# set multicast-loadbalance手記：マルチキャストロードバランシングを使用しないLAGの場合のように、リンク速度を設定する必要はありません。リンク速度は、40ギガビットLAGで毎秒40ギガビットに自動的に設定されます。
オプションで、multicast-loadbalance ステートメントの
hash-modeオプションの値を変更して、レイヤー 3 ルーティングされたマルチキャスト トラフィックを最適に分散するアルゴリズムが見つかるまで、さまざまなアルゴリズムを試すことができます。マルチキャストロードバランシングが無効になっているときにハッシュアルゴリズムを変更した場合、マルチキャストロードバランシングを再度有効にした後に新しいアルゴリズムが有効になります。
業績
構成の結果を確認します。
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;
}
}
}
検証
設定が正常に機能していることを確認するには、次のタスクを実行します。
LAGインターフェイスのステータス検証
目的
スイッチ上にリンク アグリゲーション グループ(LAG)(ae0)が作成されていることを確認します。
アクション
ae0 LAGが作成されていることを確認します。
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
意味
インターフェイス名aex は、これがLAGであることを示しています。 A は集約を表し、 E はイーサネットを表します。この番号によって、さまざまなLAGが区別されます。
マルチキャスト負荷分散の検証
目的
トラフィックがパス全体で均等にロードバランシングされていることを確認します。
アクション
4つのインターフェイスのロードバランシングを検証します。
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)
意味
インターフェイスは、ほぼ同じ量のトラフィックを伝送する必要があります。
変更履歴
サポートされる機能は、使用しているプラットフォームとリリースによって決まります。特定の機能がお使いのプラットフォームでサポートされているかどうかを確認するには、 Feature Explorer を使用します。
payload ステートメントを使用して、レイヤー2トラフィックのロードバランシングハッシュキーを設定して、レイヤー3およびレイヤー4ヘッダーのフィールドを使用することもできます。