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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間のレイヤー2で行われ、輻輳のない設定を改善し、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、耐障害性に優れたハッシュによる一貫性の理解について説明します。

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 キー メカニズムは、フレームの送信元アドレスや宛先アドレスなどのレイヤー 2 MAC(メディア アクセス制御)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のロード バランシングを行うには、 または [edit chassis fpc slot number pic PIC number hash-key] 階層レベルで ステートメントを含めmultiserviceます[edit forwarding-options hash-key]

ハッシュキーに宛先アドレスのMAC情報を含めるには、 オプションを含めます destination-mac 。ハッシュキーに送信元アドレスのMAC情報を含めるには、 オプションを含めます source-mac

メモ:

送信元アドレスと宛先アドレスが同じパケットは、同じパスを介して送信されます。

メモ:

パケットごとのロード バランシングを設定して、複数のパスにまたがる EVPN トラフィック フローを最適化できます。

メモ:

集約された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した。

例:EX8200スイッチ上の集約型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ための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、リンクアグリゲーショングループ(LAG)での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のルーティングマルチキャストトラフィックをLAG上に均等に分散します。最大12個の10ギガビットイーサネットリンクを集約して、120ギガビット仮想リンクまたはLAGを形成することができます。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、マルチキャストのロード 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。.

メモ:

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の一部になることはできません。

メモ:

10ギガビットリンクを搭載した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 ロード バランシングを再度有効にする例を示します。

要件

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。

  • 2台のEX8200スイッチ(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)

  • EX シリーズスイッチの Junos OS リリース 12.2 以降

始める前に:

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のバランスを取ります。ハッシュ アルゴリズムの説明については、「 マルチキャスト負荷分散」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 の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になるアルゴリズムが決定されるまで、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個の10ギガビットリンクを組み合わせて帯域幅を増やすことができます。この例では、リンク アグリゲーション機能を使用して、分散型スイッチ上で 4 つの 10 ギガビット リンクを 40 ギガビット リンクに結合します。さらに、マルチキャストのロードバランシングが有効になっており、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40ギガビットリンク上で均等に分散することができます。 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レイヤーのEX8200スイッチがアクセスレイヤーのEX8200スイッチに接続されています。

メモ:

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)。

メモ:

デフォルトのハッシュアルゴリズムであるcrc-sgipには、マルチキャストパケットの送信元とグループIPアドレスの両方の巡回冗長検査が含まれます。

図2:4つの10ギガビットリンク 40-Gigabit LAG Composed of Four 10-Gigabit Linksで構成される40ギガビットLAG

各スイッチに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は 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

手順

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、 階層レベルのCLI [edit] にコマンドをコピーして貼り付けます。

手順

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するには:

  1. 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。

  2. 集合型イーサネットインターフェイス(aex)、つまりLAGのラベル付け upのための最小リンク数を指定します。

    メモ:

    デフォルトでは、LAGにラベルを付ける upために必要なリンクは1つだけです。

  3. LAG に含める 4 つのメンバーを指定します。

  4. 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。

    メモ:

    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。40ギガビットLAGでは、リンク速度は自動的に毎秒40ギガビットに設定されます。

  5. オプションで、multicast-loadbalance ステートメントの オプションの値hash-modeを変更して、レイヤー 3 ルーティング 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、別の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。

結果

構成の結果を確認します。

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

スイッチで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。

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。この数字は、さまざまなLAGを区別します。

マルチキャストロードバランシングの検証

目的

トラフィックがパス間で均等にロード 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。

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。

動的ロードバランシング

ロードバランシングは、ネットワークトラフィックが特定のECMP(等価コストマルチパスルーティング)またはLAG(リンクアグリゲーショングループ)のメンバー全体にできるだけ均等に分散されるようにするために使用されます。一般に、ロード バランシングは静的または動的に分類されます。静的ロード バランシング(SLB)は、パケットの内容(送信元 IP、宛先 IP など)のみに基づいてハッシュを計算します。SLB の最大の利点は、特定のフローのすべてのパケットが同じパスを通るため、パケットの順序が保証されることです。しかし、SLB メカニズムではパスやリンクの負荷が考慮されないため、ネットワークで次のような問題が発生することがよくあります。

  • リンク帯域幅の使用率が低い

  • 単一のリンク上の象の流れは完全にその上にマウスの流れを落とします。

動的ロードバランシング(DLB)は、SLBに加えて改善されたものです。

ECMPではDLBをグローバルに設定できますが、LAGの場合は集合型イーサネットインターフェイスごとに設定できます。設定に基づいて、選択した イーサタイプ (IPv4、IPv6、およびMPLS)にDLBを適用できます。イーサタイプを設定しない場合、DLBはすべての イーサタイプに適用されます。デフォルト モードがないため、DLB モードを明示的に設定する必要があることに注意してください。

メモ:
  • Junos OSリリース22.3R1-EVO以降、QFX5130-32CDスイッチは、ECMPとLAGの両方で動的ロードバランシングをサポートしています。

  • Junos OSリリース19.4R1以降、QFX5120-32CおよびQFX5120-48Yスイッチは、ECMPとLAGの両方で動的ロードバランシングをサポートしています。LAGの場合、DLBは集合型イーサネットインターフェイスごとに設定する必要があります。

  • Junos OS Evolved Release 19.4R2以降、QFX5220スイッチがECMPの動的ロードバランシング(DLB)をサポートしています。ECMP の場合、DLB をグローバルに設定する必要があります。

  • DLB と復元力のあるハッシュの両方を同時に設定することはできません。そうしないと、コミットエラーがスローされます。

  • DLB は、ユニキャスト トラフィックにのみ適用されます。

  • LAGがエグレスECMPメンバーの1つである場合、DLBはサポートされません。

  • DLBは、リモートLAGメンバーには対応していません。

  • DLBは、バーチャル シャーシおよびVCF(バーチャル シャーシ ファブリック)ではサポートされていません。

  • LAGとHiGigトランク上のDLBは同時にサポートされません。

  • QFX5220スイッチは、LAGでのDLBをサポートしていません。

表2: ECMP/LAGの動的ロードバランシングをサポートするプラットフォーム

プラットフォーム

ECMP の DLB サポート

LAG に対する DLB のサポート

QFX5120-32C

はい

はい

QFX5120-48

はい

はい

QFX5220

はい

いいえ

次の DLB モードを使用して、トラフィックのロード バランシングを行うことができます。

  • パケット単位モード

    このモードでは、フロー内のパケットごとに DLB が開始されます。このモードでは、パケットが常に最高品質のメンバーポートに割り当てられます。ただし、このモードでは、遅延スキューが原因で DLB でパケットの並べ替えの問題が発生する可能性があります。

  • フローレットモード

    このモードは、フローではなく フローレット に基づいてリンクを割り当てることに依存します。実際のアプリケーショントラフィックは、伝送速度を調整するTCPなどの上位層トランスポートプロトコルのフロー制御メカニズムに依存しています。その結果、フローレットが作成されます。フローレットは、同じフローの複数のバーストを、これらのバースト間の非アクティブ期間で区切ったものと考えることができます。この非アクティブ期間は、非アクティブ間隔と呼ばれます。非アクティブ間隔は、新しいフローレットを識別するための境界基準として機能し、DLB 設定の下でユーザー設定可能なステートメントとして提供されます。このモードでは、DLB はフローレットごとに、つまり、新しいフローと、十分に長い時間(設定された inactivity-interval)非アクティブになっている既存のフローに対して開始されます。パケット単位モードの並べ替え問題は、フローレット内のすべてのパケットが同じリンクを取るため、このモードで対処されます。 inactivity-interval すべての ECMP パスの最大レイテンシ スキューよりも大きい値が設定されている場合、利用可能なすべての ECMP リンクのリンク使用率を高めながら、フローレットをまたぐパケットの並べ替えを回避できます。

  • 割り当てられたフロー モード

    割り当てられたフロー モードを使用して、一定期間リバランスを選択的に無効にし、問題の原因を切り分けることができます。割り当てられたフロー モードではポートの負荷とキュー サイズが考慮されないため、このモードをリアルタイム DLB に使用したり、このモードを使用して選択されるエグレス ポートを予測したりすることはできません。

メモ:

DLB の重要な動作の一部を次に示します。

  • DLB は、受信する EtherType にのみ適用されます。

  • DLB の観点からは、レイヤー 2 とレイヤー 3 の両方の LAG(リンク アグリゲーション グループ)バンドルは同じと見なされます。

  • 非対称バンドル、つまりメンバー容量の異なる ECMP リンクで動的ロード バランシングを使用する場合、リンクの利用は最適ではありません。

  • DLB では、新しいリンクがパケット単位で追加され、フロー モードが割り当てられても、フローの再割り当ては発生しません。このため、リンク フラップのシナリオでは、フラップ後に新しいフローやフローレットが見られない場合、フラップが発生した後に使用されたリンクが使用されないという、最適ではない使用が発生する可能性があります。

利点

  • DLB では、メンバーを選択するにあたり、パケットの内容とともにメンバーの帯域幅使用率が考慮されます。その結果、リアルタイムのリンク負荷に基づいて、より良いリンク使用率を達成できます。

  • DLBは、エレファントの流れによって占有されたリンクがマウスの流れによって使用されないようにします。したがって、DLBを使用することで、SLBで発生するハッシュコリジョンドロップを回避できます。つまり、DLB を使用すると、リンクが分散されるため、衝突とその結果として生じるパケットのドロップが回避されます。

動的ロードバランシングの設定

このトピックでは、フローレットモードで動的負荷分散(DLB)を設定する方法について説明します。

Junos OSリリース19.4R1以降、QFX5120-32CおよびQFX5120-48Yスイッチは、ECMPとLAGの両方で動的ロードバランシングをサポートしています。LAGの場合、DLBは集合型イーサネットインターフェイスごとに設定する必要があります。

Junos OS Evolved Release 19.4R2以降、QFX5220スイッチがECMPの動的ロードバランシング(DLB)をサポートしています。ECMP の場合、DLB をグローバルに設定する必要があります。

ECMP 用 DLB の設定(フローレットモード)

フローレットモード(QFX5120-32C、QFX5120-48Y、およびQFX5220スイッチ)でECMPの動的ロードバランシングを設定するには、次の手順に従います。

  1. フローレットモードで動的ロードバランシングを有効にします。
  2. (オプション)値を設定する inactivity-interval - リンク再割り当ての最小非アクティブ間隔(マイクロ秒単位):
  3. (オプション)を使用して ether-type動的ロード バランシングを設定します。
  4. (オプション)ECMP show forwarding-options enhanced-hash-key の動的ロード バランシングに設定されたオプションは、 コマンドを使用して表示できます。

同様に、 パケット単位 または 割り当て済みフロー モードで ECMP の DLB を設定できます。

LAG 用 DLB の設定(フローレットモード)

開始する前に、ルーター インターフェイスのセットを集合型イーサネットとして設定し、特定の集約型イーサネット(AE)グループ識別子を使用して、集約型イーサネット(AE)バンドルを作成します。

フローレットモード(QFX5120-32CおよびQFX5120-48Y)でLAGの動的ロードバランシングを設定するには:

  1. フローレットモードで動的ロードバランシングを有効にします。

  2. (オプション) inactivity-interval 値 - リンク再割り当ての最小非アクティブ間隔(マイクロ秒単位)を設定します。

  3. (オプション)を使用して ether-type動的ロードバランシングを設定します。

  4. (オプション)LAG show forwarding-options enhanced-hash-key で動的ロードバランシング用に設定されたオプションは、コマンドを使用して表示できます。

同様に、 パケット単位 または 割り当て済みフロー モードで LAG の DLB を設定できます。

例: 動的ロード バランシングの設定

この例では、動的ロード バランシングを設定する方法を示します。

要件

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。

  • 2 つのQFX5120-32CまたはQFX5120-48Yスイッチ

  • すべてのデバイスでJunos OS Release 19.4R1以降が作動していること

概要

動的ロードバランシング(DLB)は、SLBに加えて改善されたものです。

ECMPではDLBをグローバルに設定できますが、LAGの場合は集合型イーサネットインターフェイスごとに設定できます。設定に基づいて、IPv4、IPv6、MPLS などの選択した イーサタイプ に DLB を適用できます。イーサタイプを設定しない場合、DLBはすべての イーサタイプに適用されます。デフォルト モードがないため、DLB モードを明示的に設定する必要があることに注意してください。

メモ:
  • Junos OS Release 19.4R1以降、QFX5120-32CおよびQFX5120-48Yスイッチは、ECMPとLAGの両方で動的ロードバランシングをサポートしています。

  • DLBと復元力のあるハッシュの両方を同時に設定することはできません。そうしないと、コミットエラーがスローされます。

トポロジ

このトポロジーでは、R0 と R1 の両方が接続されています。

図 3: 動的負荷分散 Dynamic Load Balancing
メモ:

次の例は、静的な設定を示しています。また、動的プロトコルを使用して設定を追加することもできます。

構成

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、 階層レベルのCLI [edit] にコマンドをコピーして貼り付けます。

R0

R1

LAG用動的ロードバランシングの設定(QFX5120-32CおよびQFX5120-48Y)

手順

次の例では、設定階層のいくつかのレベルに移動する必要があります。CLIのナビゲーションについては、「 1 コンフィグレーション・モードでのCLIエディタの使用」を参照してください。

R0 ルーターを設定するには:

メモ:

各ルーターの適切なインターフェイス名、アドレス、およびその他のパラメーターを変更した後、他のルーターに対してこの手順を繰り返します。

  1. リンクアグリゲーショングループ(LAG)を設定します。

    LAG を設定した後、「検証」セクションで、「 LAG で動的ロード バランシング機能 を設定する前にトラフィック負荷を確認する」セクションの手順を実行し、DLB を設定する前に設定またはトラフィック負荷を確認します。

  2. LAGのパケット単位モードで動的ロードバランシングを設定します。

    DLB を設定した後、検証セクションで、「 LAG での動的ロード バランシング機能を設定した後 のトラフィック負荷の検証」セクションの手順を実行し、DLB を設定する前に設定またはトラフィック負荷を確認します。

ECMP(QFX5120-32C、QFX5120-48Y、およびQFX5220スイッチ)の動的ロードバランシングの設定

手順

次の例では、設定階層のいくつかのレベルに移動する必要があります。CLIのナビゲーションについては、「 1 コンフィグレーション・モードでのCLIエディタの使用」を参照してください。

R0 ルーターを設定するには:

メモ:

各ルーターの適切なインターフェイス名、アドレス、およびその他のパラメーターを変更した後、他のルーターに対してこの手順を繰り返します。

  1. R0 から R1 に接続するギガビット イーサネット インターフェイス リンクを設定します。

  2. スタティックルートを作成します。

  3. ロードバランシングポリシーを適用します。動的ロード バランシング機能を使用するには、複数の ECMP ネクスト ホップが転送テーブルに存在する必要があります。

  4. ECMP のパケット単位モードで動的ロード バランシングを設定します。

  5. R1で、ギガビットイーサネットインターフェイスリンクを設定します。

検証

設定が正常に機能していることを確認します。

LAGで動的ロードバランシング機能を設定する前にトラフィック負荷を確認する
目的

リンク アグリゲーション グループで DLB 機能を設定する前に、その前に確認します。

アクション

オペレーショナルモードから、 コマンドを実行します show interfaces interface-name | match pps

LAGで動的ロードバランシング機能を設定した後のトラフィック負荷の確認
目的

R0で受信したパケットが負荷分散されていることを確認します。

アクション

オペレーショナルモードから、 コマンドを実行します show interfaces interface-name

意味

パケット単位モードの動的ロードバランシングが正常に機能しています。LAGに動的ロードバランシング機能を適用すると、負荷はネットワーク内で均等に共有されます。

検証

R0 で設定が正しく機能していることを確認します。

R0 での動的ロード バランシングの検証

目的

R0で受信したパケットが負荷分散されていることを確認します。

アクション

オペレーショナルモードから、 コマンドを実行します run show route forwarding-table destination destination-address

意味

R1でロードバランシングを検証する

目的

R1の設定が正常に機能していることを確認します。

アクション

オペレーショナルモードから、 コマンドを実行します show route

意味

パケット単位モードの動的ロードバランシングが正常に機能しています。ECMPに動的ロードバランシング機能を適用すると、負荷はネットワーク内で均等に共有されます。

変更履歴テーブル

機能のサポートは、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。 機能エクスプローラー を使用して、機能がプラットフォームでサポートされているかどうかを判断します。

リリース
説明
19.4R2-EVO
Junos OS Evolved Release 19.4R2以降、QFX5220スイッチがECMPの動的ロードバランシング(DLB)をサポートしています。ECMP の場合、DLB をグローバルに設定する必要があります。
19.4R1
Junos OSリリース19.4R1以降、QFX5120-32CおよびQFX5120-48Yスイッチは、ECMPとLAGの両方で動的ロードバランシングをサポートしています。LAGの場合、DLBは集合型イーサネットインターフェイスごとに設定する必要があります。
10.1
Junos OS リリース 10.1 以降では、 ステートメントを使用して payload 、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 キーがレイヤー 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構成することもできます。