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Conceptos básicos de la formación de equipos de NIC

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Vincent

Traductor Don Juan
31 de diciembre de 2019
2020-09-25 23:59:36
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Se supone que has conocido sobre la formación de equipos de NIC (NIC: tarjeta de interfaz de red) o la unión de NIC de diferentes proveedores. Vincularon varias NIC físicas en una virtual que presenta una única dirección MAC visible externamente. Su objetivo final es el mismo: mayor rendimiento y mejor redundancia. Esta guía explicará la formación de equipos de NIC en Windows y la unión de NIC en Linux respectivamente, los dos métodos con capacidades del balanceo de carga y tolerancia a fallas del adaptador (AFT).

Llegar a conocer la formación de equipos de NIC (NIC Teaming) en el SO Windows

¿Qué es la formación de equipos de NIC (NIC Teaming) en Windows?

Formación de Equipos de NIC, también conocido como Load balancing y failover (LBFO) en el universo Microsoft, es un mecanismo que permite que varias tarjetas adaptadoras de red físicas en el mismo host/servidor físico se unan y se coloquen en un "equipo" en forma de una única NIC lógica. Los adaptadores de red conectados al sistema operativo Windows que se muestran como uno o más adaptadores virtuales (también llamados equipo de NIC, "tNIC" o interfaces de equipo) comparten la misma IP.

¿Cuántos modos hay la formación de equipos NIC en Windows ?

Una variedad de adaptadores de red están disponibles en el mercado, Intel NIC es la más común entre las opciones principales. La formación de equipos Intel NIC se puede clasificar en varios modos de formación de equipos:

La Tolerancia a falla del adaptador (AFT) proporciona redundancia automática para la conexión de red de un servidor. El adaptador de respaldo se hará cargo si el adaptador primario falla.

Requisitos y limitaciones: funciona con cualquier switch; Todos los miembros del equipo deben estar conectados a la misma subred. 2-8 adaptadores de red por equipo.

Tolerancia a fallas del switch (SFT) proporciona conmutación por error entre dos tarjetas adaptadoras de red cuando cada adaptador está conectado a un switch separado.

Requisitos y limitaciones: funciona con switches separados; todos los miembros del equipo deben estar conectados a la misma subred. El protocolo de árbol de expansión (STP) debe estar habilitado al crear un equipo SFT. 2 adaptadores de red por equipo.

Balanceador de carga de aplicaciones (ALB) proporciona balanceo de carga y tolerancia a fallas del adaptador. El balanceo de carga de recepción (RLB) se puede habilitar y deshabilitar en los equipos de ALB, que está habilitado de forma predeterminada.

Requisitos y limitaciones: funciona con cualquier switch.

El balanceo de carga de máquina virtual (VMLB) proporciona el balanceo de carga de tráfico de transmisión y recepción a través de máquinas virtuales (máquinas virtuales) vinculadas a la interfaz del equipo y la tolerancia a fallas en caso de falla del puerto del switch, del cable o de la tarjeta de red.

Requisitos y limitaciones: funciona con cualquier switch.

Fast EtherChannel/Link Aggregation (FEC) proporciona tolerancia a fallas del adaptador de equilibrio de carga (solo con protocolos enrutados) y ayuda a aumentar el rendimiento de transmisión y recepción.

Requisitos y limitaciones: requiere un switch con agregación de enlaces de capacidad FEC. 2-8 adaptadores de red por equipo.

Gigabit EtherChannel/Link Aggregation (GEC) es una extensión gigabit de FEC/Link Aggregation /802.3ad.

Requisitos y limitaciones: todos los miembros del equipo deben operar a velocidad gigabit.

La agregación de enlaces estáticos (SLA) ha reemplazado a los dos predecesores FEC y GEC.

Requisitos y limitaciones: todos los adaptadores de red en modo estático deben ejecutarse a la misma velocidad y conectarse a un switch con capacidad de agregación de enlaces estáticos. La velocidad del equipo dependerá del mínimo común denominador si la velocidad de las tarjetas de red varía. 2-8 adaptadores de red por equipo.

La agregación de enlaces dinámicos (IEEE 802.3ad) crea uno o más equipos mediante la agregación de enlaces dinámicos con adaptadores de red de velocidad mixta, lo que proporciona tolerancia a fallas y ayuda a aumentar el rendimiento de transmisión y recepción.

Requisitos y limitaciones: requiere un switch que sea totalmente compatible con el estándar IEEE 802.3ad.

Multi-vendor Teaming (MVT) makes network adapters from different vendors work in a team possible.

Llegar a conocer la unión de NIC en Linux OS

¿Qué es la unión de NIC en Linux OS?

En el sistema operativo Linux, la unión de NIC se refiere a un proceso de agregar múltiples interfaces de red en una única interfaz lógica "unida". Es decir, dos o más tarjetas de red se combinan y conectan, actuando como una sola. Tenga en cuenta por favor, uno de los requisitos previos para configurar una unión es tener el switch de red que admita EtherChannel (lo cual es cierto para casi todos los switches).

¿Cuántos modos hay la unión de NIC en el sistema operativo Linux?

El comportamiento de NIC vinculadas depende del tipo de modo de unión adoptado. Generalmente los modos pueden proporcionar tolerancia a fallas y/o servicios de balanceo de carga. La forma siguiente ofrece explicaciones de los siete modos con detalle.

Modo Política Tolerancia
a fallos
Balanceo
de carga
Características y descripciones
modo=0
(balance-rr)
Round-robin       Y      Y El modo predeterminado.
En la modalidad de todos contra todos, los paquetes se transmiten/reciben
secuencialmente desde el primer esclavo disponible hasta el último.
modo=1
(active-backup)
Copia de seguridad activa      Y      N SOLO un esclavo activo mientras otro está dormido. Esta NIC en espera actuará si la NIC activa falla. Siempre que haya interfaces N *, la tasa de utilización de recursos será 1/N.
modo=2
(balance-xor)
XOR (Exclusive OR)      Y      Y Transmisiones basadas en la fórmula XOR. Una vez que se establece la conexión entre la NIC y el dispositivo coincidente, se utilizará la misma NIC para transmitir/recibir para el MAC de destino para garantizar que la dirección MAC siga siendo la misma.
modo=3
(broadcast)
Broadcast         Y       N Todos los paquetes se envían a todas las interfaces esclavas a expensas de la utilización de recursos.
Usualmente se usa para propósitos específicos, como la industria financiera que necesita una red ultra confiable.
modo=4
(802.3ad)
Agregación de enlace dinámico IEEE 802.3ad        Y       Y Cree grupos de agregación que compartan la misma configuración de velocidad y dúplex.
Requiere un conmutador que admita la agregación de enlace dinámico IEEE 802.3ad.
modo=5
(balance-tlb)
Equilibrio de carga de transmisión adaptativa (TLB)        Y      Y El tráfico saliente se distribuye de acuerdo con la carga actual en cada interfaz esclava y el tráfico entrante es recibido por el esclavo actual.
No requiere ningún soporte especial de conmutación.
modo=6
(balance-alb)
Equilibrio de carga adaptable (ALB)        Y       Y Agrega la función de equilibrio de carga de recepción en comparación con el modo anterior=5. Y el equilibrio de carga de recepción se logra a través de la negociación ARP (Protocolo de resolución de direcciones).
No requiere ningún soporte especial de conmutación.
NOTA:
1. Una interfaz de enlace solo puede especificar un modo.
2. modo=0, modo=2 y modo=3 requiere una agregación estática teóricamente.
3. modo=4 necesita soportar 802.3ad.
4. modo=1, modo=5 y modo=6 no requieren ninguna configuración en el switch.
5. La elección del modo depende de la topología de la red, los requisitos para los comportamientos de enlace y las características de los dispositivos esclavos.
Normalmente hablando, los siguientes modos se usan para topologías de interruptor único: modo=0 (balance-rr); modo=2 (balance-xor); modo=4 (802.3ad); modo=5 (balance-tlb); modo=6 (balance-alb). Y los dos modos de la izquierda: modo=1 (copia de seguridad activa)& modo=3 (broadcast) se aplican para la topología de conmutadores múltiples de forma natural.

Preguntas frecuentes

¿La formación de equipos o la unión de NIC mejorará el ancho de banda de la conexión de cambio de servidor?

Posiblemente haya muchas personas que creen que la "agregación de enlaces" aumentará el ancho de banda. Por ejemplo, tres NIC funcionan cada una a 1Gbps, y el equipo de NIC tiene una velocidad de 3 Gbps, lo que indica que la velocidad se ha triplicado. No lo es y como todos sabemos que comúnmente se usan Ethernet de 1Gbps y 10Gbps. Pero no hay un estándar definido de 3Gbps. Entonces, ¿cómo podemos realizar un enlace de 3Gbps? La verdad es que realmente no tenemos un enlace de 3Gbps. En cambio, tenemos tres enlaces separados de 1Gbps.

Lo más importante es que se debe considerar la agregación de enlaces en términos de resistencia de enlaces de red en lugar del rendimiento total disponible. Por ejemplo, cuando se transfiere un archivo de una PC a otra a través de un enlace agregado de 2Gbps, la velocidad de transferencia máxima total solo puede ser de hasta 1Gbps. Sin embargo, los beneficios del ancho de banda agregado se mostrarán al transferir dos archivos. Es decir, la agregación de enlaces aumenta el número de "carriles" en lugar del límite de velocidad.

¿Qué aportarán la formación de equipos de NIC y la unión de NIC a los usuarios?

En resumen, la respuesta es el balanceo de carga y la tolerancia a fallas.

Balanceo de carga: el tráfico saliente se equilibra automáticamente según la dirección de destino entre las NIC físicas disponibles. El tráfico entrante es controlado por el switch que enruta el tráfico al servidor, mientras que el host/servidor no tiene la capacidad de controlar el tráfico físico de la NIC.

Tolerancia a fallas: si una de las NIC físicas subyacentes está rota o su cable está desconectado, el host/servidor detectará la condición de falla y moverá automáticamente el tráfico a otra NIC en el enlace, lo que elimina la situación de una falla general de la conexión de red por un solo punto de falla.

Load balancing & fault tolerance.jpg

Figura 1: balanceo de carga y tolerancia a fallas

Los miembros del equipo de NIC trabajarán conjuntamente para optimizar el ancho de banda y evitar la pérdida de conectividad en caso de falla de los adaptadores de red aprovechando las ventajas del balanceo de carga y la tolerancia a fallas.