Uso del MLAG en el diseño de redes de centros de datos

MLAG (o MC-LAG) significa grupo de agregación de enlaces de múltiples chasis (del inglés multi-chassis link aggregation group). Se trata de una tecnología de agregación de enlaces multidispositivo que habilita a dos switches para operar como un único switch. Se agrupan los puertos de los distintos switches MLAG para actuar como un único enlace lógico con un mayor ancho de banda y redundancia adicional.

A lo largo de los años, el MLAG se ha utilizado ampliamente como tecnología de virtualización en el diseño de redes de centros de datos. En este artículo explicaremos las ventajas de este protocolo y sus aplicaciones en diferentes arquitecturas de centros de datos.

El MLAG en el diseño de redes de centros de datos

En las redes de centros de datos tradicionales, se utilizan dispositivos y enlaces redundantes para conseguir una gran resistencia y estabilidad. Sin embargo, esto suele implicar una baja utilización de los enlaces así como elevados costes de mantenimiento de la red. El MLAG y el apilamiento solucionan estos problemas mediante la virtualización de varios switches de centros de datos en un switch único. Estos métodos simplifican el despliegue de la red y reducen los gastos de mantenimiento.

En comparación con el apilamiento, se considera que el MLAG tiene una mayor fiabilidad y un menor tiempo de interrupción del servicio. La figura siguiente muestra una topología MLAG típica utilizada en los diseños de redes de centros de datos.

Principales ventajas del MLAG

El MLAG es una mejora del LAG que aumenta el ancho de banda de los enlaces, mejora su fiabilidad y elimina tanto las ralentizaciones como los bloqueos de los puertos. Las principales ventajas del uso del MLAG en las arquitecturas de centro de datos son las siguientes:

Gran ancho de banda y resistencia

El MLAG permite agrupar más enlaces en los LAG para aumentar el ancho de banda norte-sur y este-oeste. Ofrece planos de gestión y control duales que aportan mejoras a la resistencia. El aislamiento de los planos de control y los dominios de fallo evita que las averías se propagen a los switches peer (switches que actúan como un switch único virtual).

Fácil actualización

El MLAG permite actualizar los dos switches peer por separado con operaciones sencillas y pocos riesgos. Así pues, no ocurrirán interrupciones del servicio durante dichas actualizaciones.

Red simplificada

El MLAG previene los bucles en las redes de capa 2 sin desplegar la configuración del protocolo de árbol de expansión, por lo tanto, simplifica en gran medida la red del centro de datos. Además, este protocolo aporta redundancia a nivel de nodo en adición a la redundancia a nivel de enlace proporcionada por los LAG.

Esquemas de despliegue de MLAG

El MLAG puede utilizarse en diferentes arquitecturas de centros de datos para eliminar los cuellos de botella y mejorar la resistencia.

Arquitectura de centro de datos de 3 niveles

En una arquitectura tradicional de centro de datos de 3 niveles, se configura un enlace peer entre dos switches MLAG en la capa de acceso o agregación para que estos dispositivos intercambien paquetes MLAG y se reenvíen el tráfico de datos recíprocamente.

Los switches peer del MLAG son dos dispositivos independientes, como tales, son capaces de operar como nodos OSPF autónomos y pueden ser administrados mediante sistemas de gestión independientes. Además, este protocolo soporta el reenvío preferente del tráfico local, por lo que minimiza el tráfico de este-oeste entre los switches peer. También cabe destacar eu qle MLAG soporta detección activa dual (DAD, Dual-active detection) sin necesidad de cableado adicional.

Capa de acceso

A continuación mostramos un escenario aplicación donde se despliega el MLAG en los switches de acceso. Un servidor está conectado a dos switches de acceso con dos tarjetas de red operando en modo activo-activo. Las tarjetas del servidor utilizan la misma dirección MAC e implementan el equilibrio de carga basado en el flujo. Los puertos conectados al servidor están configurados como Eth-Trunk (agregación de enlaces Ethernet) a través del MLAG. Tanto la dirección MAC como las entradas del protocolo de resolución de direcciones (ARP, Adress resolution protocol) de los dos puertos están sincronizados.

Capa de agregación

El despliegue del MLAG en los switches de agregación habilita una red lógica sin bucles entre los switches de agregación y los de acceso (el protocolo de árbol de extensión carece de esta función). Se emparejan dos switches de agregación y se configura un enlace horizontal peer entre ellos. Los puertos de los dos switches de agregación conectados en sentido descendente al mismo switch de acceso se configuran como Eth-Trunk de trama cruzada.

Arquitectura spine-leaf de 2 niveles

El MLAG también puede aplicarse a una arquitectura spine-leaf de 2 niveles. Se emparejan dos switches spine como un dominio MLAG, estos funcionan como un único switch y se conectan a switches leaf. Todos los enlaces de la topología se utilizan para el reenvío sin puertos bloqueados. Los switches spine pueden actuar como puerta de enlace Inter-VLAN para las VLAN del centro de datos.

La figura muestra un despliegue típico de MLAG en un diseño spine-leaf de 2 niveles.

En la capa leaf, se utiliza la unión de tarjetas de red o la agregación de enlaces estándar para establecer una conexión entre los servidores con múltiples interfaces y los switches leaf. Los dos switches leaf han sido configurados como un par MLAG, por lo que las conexiones entre los servidores y los switches leaf son redundantes activo-activo.

En la capa spine, dos switches de centro de datos FS constituyen un par MLAG. Agregan todos los enlaces ascendentes de la arquitectura, eliminando así el bloqueo de puertos y habilitando el ancho de banda de interconexión para todos los puertos.

Cualquier diseño de datos precisa un gran ancho de banda y un alto de rendimiento. El MLAG es beneficioso tanto para las redes tradicionales de 3 niveles como para las redes de 2 capas spine-leaf porque facilita redundancia a nivel de sistema, mejora la fiabilidad de la red y proporciona escalabilidad a los centros de datos.