EtherChannel·LACP 협상과 분산 방식

01물리 포트를 하나의 논리 링크로 묶기

• 논리 링크 묶음EtherChannel은 복수의 물리 링크를 논리 Port-channel로 묶는다. 정상 구성에서는 STP가 개별 멤버 링크가 아닌 Port-channel을 하나의 링크로 다루므로 같은 두 스위치 사이의 모든 멤버를 사용할 수 있다.

  • 한 멤버에 장애가 생겨도 나머지 링크가 조건을 만족하면 논리 연결이 유지된다.
  • VLAN trunk와 이름이 비슷해도 모든 EtherChannel이 trunk인 것은 아니다.
  • Access 채널과 L3 routed 채널도 가능하다.
• 단일 흐름의 한계2개의 1Gbps 링크를 묶으면 여러 흐름에 걸친 총 용량을 늘릴 수 있지만 하나의 TCP 흐름이 반드시 2Gbps로 전송되는 것은 아니다. 흐름을 순서대로 유지하기 위해 일반적인 해시 기반 구현은 같은 흐름을 같은 멤버에 배정한다.

  • 상대방도 실제로 같은 논리 묶음을 구성해야 하며, 서로 독립적인 두 스위치에 연결한 선을 아무 조건 없이 한 채널로 만들 수 없다.
  • 스택·가상 섀시·MLAG 등 지원 구조는 별도 전제다.

02협상 방식과 모드 조합

• LACP·PAgPLACP는 현재 IEEE802.1AX에서 다루는 링크 집성 제어 프로토콜이다. active는 협상을 능동 시작하고 passive는 상대 LACP에 반응한다.

  • active-active와 active-passive는 가능하지만 passive-passive는 양쪽 모두 시작하지 않아 형성되지 않는 대표 조합이다.
  • PAgP는 Cisco 계열 협상으로 desirable이 시작하고 auto가 반응한다.
• 정적 onon은 LACP의 세 번째 모드가 아니라 협상 없는 정적 묶음이다. active-on 조합은 정상적인 LACP 협상 조합이 아니다.

  • on은 양 끝의 정확한 정적 구성에 의존하며 틀린 배선·설정을 협상으로 검출하는 기능이 약하다.
  • LACP의 활성/대기 포트 최대 개수는 플랫폼마다 다르므로 ‘16개 중 8개’는 특정 장비의 지원 조건이다.

03LACP의 Aggregator 선정과 전달 상태

• 호환 조건속도·duplex·L2/L3 역할과 access VLAN 또는 trunk native/allowed VLAN 설정이 일관되어야 한다. 실제 멤버가 같은 상대 논리 시스템으로 연결되어야 한다.
• 로컬 번호양끝의 channel-group 번호가 같을 필요는 없다. 번호 일치보다 Actor·Partner 정보와 구성의 호환성이 중요하다.
• 사용되지 않는 멤버물리 up만으로 분산에 참여하지 않는다. 협상·구성이 맞지 않으면 standalone·suspended·hot-standby 등의 상태로 남을 수 있다.

1. Actor·Partner 정보 교환LACP가 system·port 정보, key와 상태를 주고받는다. 각 링크가 어떤 로컬·원격 논리 시스템에 속하는지 파악한다.
2. 호환되는 묶음 선정교환한 정보와 포트 구성에 따라 같은 aggregator에 넣을 멤버를 선택한다.
3. 수신·송신 상태 활성화Collecting은 수신을 받아들이는 상태, Distributing은 송신에 쓰는 상태다. 선정과 실제 데이터 사용을 구분한다.
4. 논리 링크로 전달사용 가능한 멤버를 통해 Port-channel 트래픽을 전달한다. 장애 분석은 물리 링크→LACP 이웃→aggregator→논리 링크 순으로 연결한다.

05L2 Trunk LACP 정상 구성 예

• L2 Trunk 구성아래 예에서는 두 스위치의 Gi0/1·Gi0/2를 서로 연결하고 양쪽 모두 같은 방식으로 설정한다. VLAN10·20을 운반하는 정책은 논리 Port-channel에도 일치하게 둔다.

  • 실제 플랫폼은 멤버 설정의 상속·검사 방식이 다르므로 기존 포트 설정이 충돌하는지 함께 읽는다.
  • 생성한 Port-channel이 L2인지 L3인지부터 일관되어야 한다.
• L2·L3 모드 구분예제의 no switchport는 L3 routed EtherChannel 실습을 의미한다. 그 설정을 그대로 두고 L2 VLAN trunk를 기대하면 역할이 맞지 않는다.

  • L3 채널은 물리 멤버 각각에 같은 IP를 주지 않고 논리 Port-channel에 IP를 주어 라우팅한다.
  • 아래 예는 L2이므로 no switchport를 사용하지 않는다.

vlan 10
vlan 20
interface range GigabitEthernet0/1 - 2
 switchport mode trunk
 switchport trunk allowed vlan 10,20
 channel-group 1 mode active
 no shutdown
interface Port-channel1
 switchport mode trunk
 switchport trunk allowed vlan 10,20
!
show etherchannel summary
show lacp neighbor
show interfaces port-channel 1

양 끝에서 호환되게 구성하는 IOS L2 LACP 예. 인터페이스 범위 문법은 플랫폼에 맞춘다.

06L3 Port-channel은 논리 인터페이스에 주소를 둔다

• L3 주소 위치라우터 또는 L3 스위치 간 전용 전송망을 집성할 때 멤버를 routed port로 바꾸고 Port-channel에 주소를 설정한다. 두 멤버가 한 링크를 구성하므로 ARP·이웃 해석과 라우팅 관점에서는 하나의 논리 L3 인터페이스로 보인다.

  • L2 VLAN trunk 설정과 동시에 섞지 않는다.
• 실습의 Down 출력수업의 L3 채널 출력은 물리 인터페이스가 up/up인데 Po1(RD), 각 멤버(s)로 표시되어 정상 집성이 아니었다. 이 출력만으로 최종 원인은 확정되지 않으므로 L2/L3 역할·멤버 설정·협상 결과를 추가로 대조해야 한다.

  • 정상 기대 상태와 비교해 LACP 수신, 멤버 호환성, 실제 상대 포트, 플랫폼 지원을 좁혀 가는 과정으로 남긴다.

interface range GigabitEthernet0/1 - 2
 no switchport
 channel-group 1 mode active
 no shutdown
interface Port-channel1
 no switchport
 ip address 192.0.2.1 255.255.255.252
!
! 상대 논리 Port-channel의 문서용 주소: 192.0.2.2/30

L3 채널을 지원하는 플랫폼의 별도 예. 앞 절 L2 구성과 대안 관계다.

07해시 기반 부하 분산과 단일 흐름의 한계

• 분산 해시스위치는 설정·플랫폼에 따라 출발지/목적지 MAC, IP, TCP·UDP 포트 등의 일부 값을 해시에 넣어 멤버를 고른다. 호스트 하나를 물리선 하나와 영구적으로 1:1 연결하는 방식도, 매 패킷을 무조건 번갈아 보내는 방식도 아니다.

  • 양쪽 스위치의 해시 기준이 다르면 A→B와 B→A가 서로 다른 물리 링크를 사용할 수 있다.
• 멤버별 부하하나의 대용량 흐름만 생성한 실험은 멤버 한 개만 바쁘게 만들 수 있다. 여러 출발지·목적지·포트 조합을 써야 집계 대역폭을 관찰하기 쉽다.

  • 해시 입력이 다양하지 않으면 여러 흐름도 한쪽으로 치우칠 수 있고, 멤버 장애 후 재분배 과정에서 순간적인 순서 변화가 생길 수 있다.
  • 멤버 합계 속도, 단일 흐름 속도, 장애 후 잔여 용량을 각각 측정해야 한다.

09Po1(RD)와 멤버(s)를 정상 출력과 비교하기

• 상태 플래그summary의 R은 Layer3, S는 Layer2, U는 in use, D는 down이다. 멤버 뒤 P는 Port-channel에 정상 번들됨을, s는 suspended, I는 standalone, H는 LACP hot standby를 의미한다.

  • 대문자 S와 소문자 s는 완전히 다른 뜻이다.
  • 실습 캡처의 Po1(RD)와 Et0/0(s)·Et0/1(s)는 L3 논리 채널이 down이고 멤버들이 중지된 상태이지 정상 이중화 완료가 아니다.
• 불일치·중지정상 예에서 Po1(RU)와 두 멤버(P)가 함께 보이는지 확인한다. 물리 인터페이스의 up/up만 보고 번들이 정상이라고 판단하지 않는다.

  • min-links를 설정한 구성은 일부 멤버가 살아 있어도 최소 개수를 만족하지 않으면 논리 인터페이스를 내릴 수 있다.
  • 단일 멤버 장애 시험 결과를 설명할 때 이 조건을 함께 명시한다.

원문 실패 상태의 형태:
1  Po1(RD)  LACP  Et0/0(s) Et0/1(s)

설명용 정상 L3 상태:
1  Po1(RU)  LACP  Gi0/1(P) Gi0/2(P)

설명용 정상 L2 상태:
1  Po1(SU)  LACP  Gi0/1(P) Gi0/2(P)

조회:
show etherchannel summary
show etherchannel 1 detail
show lacp neighbor
show etherchannel load-balance

상태 문자열 비교. 특정 실패 원인을 증명하는 로그는 원문에 없어 단정하지 않는다.

10서버 Bonding·Teaming과의 연결

• 802.3ad·Active-backupLinux bonding의 mode4인 802.3ad는 스위치 쪽 LACP 구성과 호환되어야 한다. IP는 일반적으로 논리 bond 인터페이스에 두며 멤버 NIC마다 동일 IP를 수동 배정하는 방식이 아니다.

  • mode1 active-backup은 활성 NIC 하나와 예비 NIC를 사용하며 보통 스위치에 동일 LAG를 요구하지 않는다.
  • 서버의 모드와 스위치의 채널 모드를 서로 맞추는 것이 핵심이다.
• 기타 Bonding 모드서버의 묶음 방식에는 round-robin, XOR, broadcast, transmit load balancing, adaptive load balancing도 있다. 이들은 Linux 드라이버 정책이며 Cisco의 active·passive·on과 일대일 대응하지 않는다.

  • teaming은 운영체제 버전이 바뀌며 bonding의 이름만 바뀐 것이 아니라 teamd/libteam 기반의 별도 구현이다.
  • 이 문서에서는 네트워크 반대편 조건까지만 다루고 실제 서버별 영구 설정은 시스템 네트워크 문서에서 별도로 확인한다.