🔗 Link Aggregation e LACP: unire più porte Ethernet

Supponiamo di avere un NAS con due porte Gigabit Ethernet.

Potremmo pensare:

“Se collego entrambe le porte allo switch, avrò automaticamente 2 Gbps.”

In realtà non funziona così.

Per utilizzare correttamente più collegamenti Ethernet in parallelo serve una tecnologia di Link Aggregation.

🔗 Cos’è Link Aggregation?

La Link Aggregation consiste nel combinare più collegamenti fisici tra due dispositivi in un unico collegamento logico.

Il gruppo risultante viene spesso chiamato LAG, Link Aggregation Group.

Esempio: NAS con due porte Gigabit

Quindi due porte da 1 Gbps fanno 2 Gbps?

Come capacità complessiva del gruppo, possiamo avere due link da 1 Gbps disponibili contemporaneamente.

Ma questo non significa necessariamente che un singolo trasferimento TCP tra un PC e un NAS raggiunga 2 Gbps.

Perché un singolo flusso resta su una sola porta?

Gli switch devono evitare che i pacchetti di uno stesso flusso arrivino fuori ordine a causa di percorsi con caratteristiche differenti.

Per questo la scelta del collegamento viene normalmente effettuata tramite una funzione di hashing.

Lo switch può utilizzare informazioni come:

• MAC sorgente;
• MAC destinazione;
• indirizzo IP sorgente;
• indirizzo IP destinazione;
• porte TCP/UDP;
• combinazioni di questi parametri.

Il comportamento preciso dipende dal dispositivo e dalla configurazione.

Esempio con più client

Immaginiamo un NAS con due collegamenti Gigabit aggregati.

Tre PC iniziano contemporaneamente a trasferire file.

Lo switch può distribuire i diversi flussi tra i link disponibili.

⚙️ Cos’è LACP?

LACP significa Link Aggregation Control Protocol.

È un protocollo utilizzato per gestire dinamicamente un gruppo di link aggregati.

È associato allo standard IEEE 802.1AX, storicamente legato anche a IEEE 802.3ad.

Link Aggregation statica e LACP

Non tutti i gruppi di porte aggregate utilizzano necessariamente LACP.

Possiamo trovare:

Perché LACP è utile?

LACP permette ai due dispositivi di verificare che i collegamenti siano effettivamente parte del gruppo previsto.

Può aiutare nella gestione di:

• aggiunta di link;
• rimozione di link;
• guasti;
• configurazioni del gruppo;
• stato operativo delle porte.

Serve uno switch managed?

Normalmente serve uno switch che supporti Link Aggregation o LACP.

Può essere:

• smart switch;
• web-managed switch;
• managed switch.

Uno switch unmanaged non permette normalmente di creare manualmente un LAG LACP.

💾 LACP e NAS

I NAS sono tra i dispositivi dove troviamo più spesso Link Aggregation.

Un NAS potrebbe avere:

• 2 × 1 GbE;
• 4 × 1 GbE;
• 2 × 2.5 GbE;
• altre combinazioni.

Aggregare più porte può essere utile quando molti utenti accedono contemporaneamente allo storage.

LACP può sostituire una porta 2.5G?

Non completamente.

Due porte Gigabit aggregate e una porta 2.5G sono soluzioni differenti.

E 2 × 2.5G contro 10G?

Lo stesso ragionamento continua a valere.

Due porte 2.5G possono offrire 5 Gbps di capacità aggregata, ma non equivalgono automaticamente a una singola connessione 5G per ogni flusso.

Se l’obiettivo è trasferire un singolo file tra workstation e NAS alla massima velocità, una porta 10G può essere una soluzione molto più diretta.

🛡️ Link Aggregation e ridondanza

Un altro vantaggio molto importante è la ridondanza.

Se un gruppo utilizza più collegamenti e uno di questi si interrompe, il traffico può continuare sugli altri link rimasti attivi, in base alla configurazione e al supporto degli apparati.

Posso collegare due switch con due cavi senza LACP?

È una pessima idea farlo casualmente.

Due collegamenti Ethernet paralleli tra gli stessi switch possono creare un loop Layer 2 se non vengono gestiti da una configurazione appropriata.

Come si configura un LAG?

L’interfaccia cambia da produttore a produttore, ma la logica generale è simile.

Esempio di switch con LAG

Le porte 7 e 8 sono trattate come membri dello stesso Link Aggregation Group.

Le porte devono avere la stessa velocità?

In una normale Link Aggregation, i link membri devono essere compatibili con la configurazione prevista dal sistema.

In genere si utilizzano porte con caratteristiche omogenee, ad esempio:

• 2 × 1G;
• 4 × 1G;
• 2 × 10G.

Non bisogna assumere che una porta 1G e una 10G possano essere semplicemente aggregate come se fossero equivalenti.

LACP funziona tra produttori differenti?

Quando entrambi gli apparati supportano correttamente lo standard previsto, LACP è pensato per l’interoperabilità.

È comunque importante verificare:

• supporto LACP;
• modalità disponibili;
• numero massimo di link;
• algoritmo di bilanciamento;
• configurazione VLAN;
• eventuali limitazioni del produttore.

Active e Passive in LACP

In molte implementazioni LACP possiamo trovare modalità come:

• active;
• passive.

In modo semplificato, una porta in modalità active inizia attivamente la negoziazione LACP, mentre una modalità passive risponde alle negoziazioni ricevute.

Link Aggregation e VLAN

Un LAG può essere utilizzato anche come trunk VLAN.

Ad esempio, tra due switch:

• 2 link fisici;
• un solo LAG;
• VLAN 10, 20 e 30 sul gruppo.

La configurazione VLAN viene quindi applicata al collegamento logico, secondo il modello dello switch.

Link Aggregation e STP

Quando un gruppo è configurato correttamente, i protocolli Layer 2 possono trattare l’aggregazione come un collegamento logico invece di vedere ogni cavo come un percorso indipendente.

Questo è uno dei motivi per cui non bisogna creare collegamenti multipli senza configurarli correttamente.

LACP aumenta la velocità Internet?

Non necessariamente.

Immaginiamo:

• Internet 1 Gbps;
• NAS 2 × 1G LACP;
• PC 1 GbE.

Il singolo PC rimane collegato a 1 Gbps.

LACP può però permettere a più client di utilizzare contemporaneamente più capacità verso il NAS.

Un PC può usare LACP?

Dipende da scheda di rete, driver, sistema operativo e configurazione.

In ambiente server il teaming delle interfacce è piuttosto comune.

Su normali PC domestici, invece, può essere molto meno necessario, soprattutto ora che le porte 2.5G e 10G sono più accessibili.

Bonding, Teaming, LAG: sono la stessa cosa?

Sono termini che possono riferirsi a concetti simili ma non sempre alla stessa implementazione.

Quando conviene realmente LACP?

È particolarmente utile quando abbiamo:

• molti client verso un NAS;
• server con più utenti;
• uplink tra switch;
• necessità di ridondanza;
• porte già disponibili sull’hardware.

Quando invece conviene 2.5G o 10G?

Se l’obiettivo principale è aumentare la velocità di un singolo trasferimento, una porta Ethernet più veloce è spesso preferibile.

Per esempio:

• PC ↔ NAS a 2.5G;
• workstation ↔ NAS a 10G;
• uplink 10G tra switch.

Errori comuni con LACP

• Configurare LACP soltanto su un’estremità.
• Collegare più cavi senza creare il LAG.
• Aspettarsi 2 Gbps da un singolo trasferimento su 2 × 1G.
• Usare porte non compatibili tra loro.
• Configurare VLAN differenti sui membri del gruppo.
• Non verificare quali porte sono realmente attive nel LAG.
• Confondere ridondanza con aumento automatico della velocità per flusso.

🔍 Come verificare se LACP sta funzionando

Su uno switch managed conviene controllare:

• stato del LAG;
• porte membri;
• link attivi;
• velocità delle porte;
• stato LACP;
• contatori traffico;
• eventuali errori.

Un test con più client o più flussi simultanei può essere molto più significativo di un singolo speedtest.

Testare LACP con iperf3

Uno strumento come iperf3 può essere utile per studiare il comportamento del collegamento.

Per valutare la capacità aggregata, può essere necessario utilizzare:

• più client;
• più flussi paralleli;
• più coppie di indirizzi;
• un server capace di sostenere il traffico.

Un singolo flusso potrebbe infatti rimanere associato a un singolo link del gruppo.