【Cataslytスイッチ】EtherChannelのロードバランス設定の最適値

EtherChannelは複数のリンクを１つのリンクにまとめる事ができる機能だが、実際のパケットは物理的なリンクのどれかを通っている。

この記事は、

こんな方に向けて説明します。

 

結論から

振り分け指定はこの組み合わせ

• 送信元IPアドレス
• 送信先IPアドレス

EtherChannelのリンク本数はこの中のいずれか

• ２本
• ４本
• ８本

この条件ならリンクの振り分けが均等に近くなる。

デフォルトの設定

Catalyst 9300の場合は送信元MACアドレスを見て振り分けを判断している。

だが、このままだと適切な振り分けがされない場合がある。

PCが１台接続されていてEtherChannelにしている２本のリンクがある。

 

PCはファイルサーバへ大量のファイルをアップロードし始める。

この時上のリンクを使ったとする。

 

アップロード中にインターネットへ接続しようとするがファイルの転送と同じリンクを使うのでもう一つのリンクが未使用でも振り分けされない。

これは送信元MACアドレスは変わらないので最初に振り分けられたリンクを常に使い続けてしまうからだ。

デフォルトから変えてみる

ここで振り分け指定を送信先MACアドレスにすればファイルサーバとインターネットのMACアドレスは違うのでそれぞれ２つのリンクが使用される。

 

このパターンでは送信先MACアドレスにすることでリンクの振り分けが適切になるが、複数のPCがインターネットやファイルサーバを同時に使う場合は同じリンクを使う事になるので通信パターンに応じた振り分けを行う必要がある事がわかる。

 

おすすめの設定

この設定にしておけば良い

• 送信元IPアドレス
• 送信先IPアドレス

この２つを振り分け条件にしておけばパターンの多様性が増えるのでリンク被りしにくくなる。

少なくとも１つだけの条件にしないようにする必要があるが、そもそも選択肢が少ないので多く考える必要はない。

今現役で使われているCatalystの選択肢。

• 送信元MACアドレス
• 送信先MACアドレス
• 送信元MACアドレス/送信先MACアドレス
• 送信元IPアドレス
• 送信先IPアドレス
• 送信元IPアドレス/送信先IPアドレス
• 送信元ポート
• 送信先ポート
• 送信元ポート/送信先ポート
• 送信元IPアドレス/送信元ポート
• 送信先IPアドレス/送信先ポート
• 送信元IPアドレス/送信元ポート/送信先IPアドレス/送信先ポート

他の設定は？

Catalyst 6500や9300などの機種では送信先ポートを追加した４つの振り分け条件も指定できる。

• 送信元IPアドレス
• 送信先IPアドレス
• 送信元ポート
• 送信先ポート

だが、シスコ公式で設定時の再計算で数秒から数分間転送が停止する記述があったので既存環境での変更はしない方がいい。

構築時に設定しておくなら問題はない。

Catalyst 9300には複数の条件を自由に選択できる拡張ロードバランシング方式が実装されている。

ここまでに説明した組み合わせ以上の条件を指定でき振り分けパターンとしては増えるので繊細な振り分け調整を行いたい場合に活用できそうだけど、あまり気にしなくていいと思う。

リンクの本数もバランスに影響する

上で説明した振り分けは、指定された条件から０〜７の数字を導き出して数字に合ったリンクを選択するという仕組みになっている。

実際はシスコ独自のハッシュ値で詳細は公開されていないが、送信元先MACの場合イメージとしてはこんな感じになる。

• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスBは０
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスCは１
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスDは２
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスEは３
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスFは４
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスGは５
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスHは６
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスIは７
• 送信元MACアドレスAと送信先MACアドレスJは０

そして０〜７の数字をリンクの数に割り当てるが、リンク毎に割り当てられる種類にズレが出てくる。

２本の場合

• １本目は０〜３（４種類）
• ２本目は４〜７（４種類）

 

３本の場合

• １本目は０〜２（３種類）
• ２本目は３〜５（３種類）
• ３本目は６〜７（２種類）

 

４本の場合

• １本目は０〜１（２種類）
• ２本目は２〜３（２種類）
• ３本目は４〜５（２種類）
• ４本目は６〜７（２種類）

 

５本の場合

• １本目は０〜１（２種類）
• ２本目は２〜３（２種類）
• ３本目は４〜５（２種類）
• ４本目は６（１種類）
• ５本目は７（１種類）

 

６本の場合

• １本目は０〜１（２種類）
• ２本目は２〜３（２種類）
• ３本目は４（１種類）
• ４本目は５（１種類）
• ５本目は６（１種類）
• ６本目は７（１種類）

 

７本の場合

• １本目は０〜１（２種類）
• ２本目は２（１種類）
• ３本目は３（１種類）
• ４本目は４（１種類）
• ５本目は５（１種類）
• ６本目は６（１種類）
• ７本目は７（１種類）

 

８本の場合

• １本目は０（１種類）
• ２本目は１（１種類）
• ３本目は２（１種類）
• ４本目は３（１種類）
• ５本目は４（１種類）
• ６本目は５（１種類）
• ７本目は６（１種類）
• ８本目は７（１種類）

長くなったが大切な事なので全て書いた。

これはリンクが２本、４本、８本の場合は種類が同じなので均等に振り分けられるが、それ以外はバラ付きが必ず出るような仕様になっている事を表している。

５本の場合は２種類を受け付ける３本と１種類しか受け付けない２本があるので適切な振り分け設定をしていてもトラフィックに２倍の差が出る事になる。

 

０〜７じゃなくて０〜６３くらいにすれば偏りが減るのに(*´·ω·)(·ω·`*)ﾈｰ

Catalyst 9300以降の世代のロードバランスアルゴリズムについての文書が見当たらなかったのでもしかしたら直っているかもしれない。