netapp網(wǎng)絡接口聚合的3種模式

為了提高吞吐量和冗余性，netapp存儲聚合多條網(wǎng)絡連接構(gòu)成單一邏輯端口組向外提供服務。netapp的端口組有3中聚合模式，分別是：

1. Single mode

2. Static Multimode

3. Dynamic Multimode

下面詳細介紹3中模式的工作原理以及交換機端的配置范例。

Single mode

在一個single mode的端口組中，不管有多少個端口，只有一個端口是活動狀態(tài)，其余都是休眠/備用狀態(tài)，只有激活的端口故障了，存儲系統(tǒng)隨機從休眠/備用端口激活一個接管通信。

在這個端口組中，所有的網(wǎng)絡接口公用一個MAC地址。

整個端口組的狀態(tài)檢測和故障切換全部由存儲主機完成，不需要要交換機參與，所以交換機也就無需配置。但是要求同一端口組中鏈路上聯(lián)的交換機端口必須在同一個廣播域（同一個子網(wǎng)或者VLAN中），而且不能夠跨多個交換機（除非交換機進行堆疊）。

Single mode的主要特點：

• 配置簡單，交換機端無需配置

• 能夠提供網(wǎng)絡冗余

• 不能夠提升網(wǎng)絡吞吐量。

在網(wǎng)絡吞吐量不是瓶頸情況下，建議使用該種方式

如上圖，2條鏈路構(gòu)成的single mode端口組，正常情況下，e0激活，e1備用；如果e0故障，那么e1激活

Static Multimode

Static multimode其實就是兼容link aggregation但是不支持LACP（Link Aggregation Control protocol）網(wǎng)絡模式。所有支持EEE 802.1AX-2008 (以前叫 IEEE 802.3ad)的交換機都可以配合data ontap的Static Multimode端口組模式使用。

注意：LACP不是并不是一種鏈路聚合link aggregation，而是link aggregation中的一個子協(xié)議。支持LACP就是dynamic link aggregation，否則就是static link aggregation（static multimode）。有的設備只支持dynamic link aggregation，如cisco UCS fabric interconnect只支持dynamic link aggregation

實現(xiàn)該模式需要滿足以下條件：

• 所有端口在全雙工模式

• 端口組中端口速率相同

• 所有上聯(lián)物理端口需要在一個交換機或者在同一個堆疊的交換機上

特點如下：

允許將以太網(wǎng)幀分布到各個物理鏈路，因此，吞吐量可能超過單個物理鏈路。但是IEEE沒有具體定義分發(fā)算法。但是指導原則是：1）對每個具體的會話，數(shù)據(jù)幀的順序不能夠打亂；2）不能有重復的數(shù)據(jù)幀?；谝陨显瓌t，也就意味著，對于某個具體的會話，所有的數(shù)據(jù)幀傳輸是在某一個物理鏈路上進行。也就是單個會話的傳輸速度傳輸速度的上限就是一個物理鏈路的速度。雖然IEEE沒有定義具體算法，但是每個廠商還是開發(fā)了多種算法。

同一聚合組中的所有端口都是活動的，并且共享同一個MAC地址。

n個物理鏈路組成的端口組可以容忍n-1鏈路故障。當一個鏈路故障時，故障鏈路上傳輸?shù)牧髁繒詣臃植坏狡渌】垫溌罚敼收湘溌坊謴秃?，流量會自動在所有活動鏈接上重新分布?/p>

Dynamic  Multimode

類似于static multimode，但是支持LACP。同一端口組的所有端口都共享一個MAC地址

注意：data Ontap不支持Cisco的私有協(xié)議Port Aggregation Protocol (PAgP)。另外，Data Ontap使用LACP的active模式，所以交換機端可以任意配置LACP active/passive模式

配置Dynamic multimode需要同時配置以下內(nèi)容：

LACP同樣沒有定義負載均衡算法。所以同樣需要在存儲上聯(lián)的交換機上負載均衡策略。如IP-based、MAC-based、或者round robin。

Static vs Dynamic multimode

2種模式都可以偵測到物理鏈路的故障。

因為沒有LACP控制協(xié)議進行協(xié)商，前者不能夠偵測到配置的邏輯錯誤。舉例，一端配置正確，一端的錯誤配置可能導致不可預料結(jié)果，如MAC地址風暴等。

后者能夠偵測到非物理鏈接丟失類型的一些錯誤，比如兩端參數(shù)配置的不一致等。該模式可以提供更加可靠的鏈路聚合。

如果設備都支持的情況下，建議使用Dynamic multimode

負載均衡算法

Round robin

基于該種策略，數(shù)據(jù)幀將被均勻的分布到各個活動鏈接上傳輸，如數(shù)據(jù)幀1通過link1發(fā)送、數(shù)據(jù)幀2通過link2，以此類推。但是，可能存在一個風險就是一個會話中的數(shù)據(jù)幀有可能不是按照順序到達。比如：數(shù)據(jù)幀1通過link1發(fā)送，數(shù)據(jù)幀2通過link2發(fā)送，正常情況下，數(shù)據(jù)幀1應該先于數(shù)據(jù)幀2到達，但是由于link1擁塞，可能會導致數(shù)據(jù)幀1后于數(shù)據(jù)幀2到達。這樣，應用程序端可能需要重新傳送數(shù)據(jù)幀。

基于源和目的端配對策略

這個是Netapp Multimode使用最多的策略類型。其中又包含：source and destination MAC address、source and destination IP address。這種類型負載均衡方式通過對源和目的端的信息進行XOR運算，然后除以聚合中的物理鏈路數(shù)量，最后計算出來數(shù)據(jù)幀傳輸選擇的物理鏈路。算法核心就是每個計算出來的結(jié)果會對應一個物理鏈路。那么，這里就有個概念要澄清，很多人認為4個1Gb鏈路聚合之后，能夠獲得的最大帶寬就是4Gb。這個其實是錯誤的，單個傳輸?shù)淖畲蟮膸捚鋵嵾€是1Gb，因為根據(jù)源和目的端算法，該傳輸始終只使用一個物理鏈路。

source and destination MAC address

基于源端（如某臺PC）和目的端（存儲控制器）的MAC地址選擇物理鏈路。如果source端和destination端在同一個子網(wǎng)，那么最終所有流量的不均勻情況不會非常凸顯。但是如果source和destination端不在一個子網(wǎng)，相互之間需要跨路由器進行。那么可能存在嚴重的流量不平衡。比如，在subnet1有100個主機，現(xiàn)在需要subnet2的存儲控制器，那么最后100個主機的source MAC地址都將是路由器的MAC，這種情況下，這100臺主機和控制器通信全部選擇同一個物理鏈路，很大的可能這個鏈路會形成擁塞，而其他鏈路非?？臻e。

source and destination IP address

需要了解的是這種計算策略下，取得并不是source 和destination IP的全部，而只是十進制IP地址的最后一位。如host1（10.0.0.100）、host2（10.1.1.100）、控制器C1（10.2.2.1）.

那么進行XOR運行時，host1 XOR C1=100 XOR 1；host2 XOR C1=100 XOR 1

二者計算出來的值是一樣的。

Cisco Catalyst交換機配置舉例

思科的link aggregate技術(shù)是etherchannel。

配置2層etherchannel

step1：進入全局配置模式

configure terminal

Step2：指定加入聚合組的物理端口

interface interface-id

Step3：為端口分配VLAN或者配置為trunk

switchport mode {access | trunk}

switchport access vlan vlan-id

Step4：啟用端口快速收斂

spanning-tree portfast

Step5：將端口加入指定的聚合組，并指定聚合模式

channel-group channel-group-number mode {auto [non-silent] | desirable [non-silent] | on} | {active | passive}

on：如果Netapp端配置為Static multimode，那么cisco交換機采用該模式

active|passive：如果netapp 端配置為Dynamic multimode，cisco交換機配置為該模式

Step 6：配置負載均衡策略

port-channel load-balance src-dst-ip