Maximiser la Haute Disponibilité du Réseau : La Synergie entre MLAG et Divers Protocoles

Dans les centres de données modernes, la conception de haute disponibilité (HA) est cruciale pour garantir un service ininterrompu. MLAG (Multi-Chassis Link Aggregation) est une technologie fondamentale qui permet d’agréger les liens en redondance et d’équilibrer la charge en traitant plusieurs appareils comme un seul appareil logique. Cet article explore la façon dont MLAG fonctionne avec ERPS, STP, VRRP, BFD et d'autres protocoles pour améliorer la disponibilité du réseau.

Qu’est-ce que MLAG ?

MLAG permet de partager des groupes d'agrégation de liens (LAG) entre plusieurs switchs physiques, offrant ainsi des chemins redondants et une bande passante accrue aux dispositifs en aval. En synchronisant les répertoires et les bases de données entre plusieurs unités, MLAG permet aux dispositifs en aval de considérer les unités en amont comme une seule entité, assurant ainsi l'équilibrage de charge et une convergence rapide du trafic.

Comme le montre la figure, la fiabilité de la liaison est améliorée depuis le niveau de la carte individuelle jusqu'au niveau de l'appareil en connectant les deux switchs sur une liaison homologue et en négociant l'agrégation de liens avec l'hôte dans le même état.

ERPS (Ethernet Ring Protection Switching)

ERPS, en tant que protocole de protection des boucles Ethernet basé sur une topologie en anneau, peut assurer une reprise rapide en cas de défaillance d'une boucle. L'application synergique avec MLAG peut garantir efficacement la haute disponibilité de la couche de commutation centrale du réseau du centre de données.

Dans le domaine MLAG, grâce à la synchronisation en temps réel des informations d'état entre les switchs, le risque de boucles peut être efficacement éliminé pour garantir que la topologie du réseau est exempte de boucles. ERPS peut être responsable de la défense des boucles de réseau en dehors du domaine MLAG pour garantir que l'ensemble du réseau du centre de données n'est pas interrompu en raison de problèmes de boucles. Les deux coopèrent pour construire conjointement une architecture de réseau hautement fiable.

STP (Spanning Tree Protocol)

STP est un protocole de défense contre les boucles de la couche 2 largement utilisé, mais il présente certaines limites. Premièrement, il s'agit d'un point de défaillance unique : si un switch participant au calcul STP tombe en panne, l'ensemble du réseau sera affecté. Deuxièmement, la vitesse de convergence est lente, le STP détecte et converge lentement les problèmes de boucle, ce qui empêche un rétablissement rapide en cas de pannes au niveau du centre de données.

MLAG peut être combiné avec STP pour résoudre ces problèmes. Dans le domaine MLAG, l'état des deux switchs est synchronisé en temps réel. Même si l'un d'eux tombe en panne, l'autre peut immédiatement prendre le relais pour assurer la disponibilité du réseau, éliminant ainsi le risque d'un point de défaillance unique dans le cadre du protocole STP. MLAG peut également commuter rapidement le lien de sauvegarde. Avec l'aide de STP, cela peut considérablement réduire le temps de récupération de la panne et améliorer le taux de convergence, répondant ainsi aux exigences de haute disponibilité des centres de données.

Dans la topologie de réseau MLAG+STP, les liens à l'intérieur du domaine MLAG utilisent l'agrégation MLAG sans protection STP, tandis que les liens non agrégés à l'extérieur du domaine MLAG ont besoin du STP pour la défense contre les boucles. Une fois que STP détecte un problème de boucle, MLAG peut rapidement basculer sur le lien de secours pour éviter l'interruption du réseau.

VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol)

VRRP est une technologie de redondance de passerelle largement utilisée qui fournit une sauvegarde tolérante aux pannes des adresses de passerelle virtuelle. Deux switchs sont configurés en tant que passerelle primaire et passerelle de secours via VRRP dans le domaine MLAG. VRRP peut non seulement partager raisonnablement le trafic entre les passerelles primaire et de secours pour optimiser davantage les performances de la passerelle, mais aussi synchroniser la table ARP avec MLAG dans un environnement de couche 3 pour assurer la cohérence des passerelles primaire et de secours et éviter les problèmes de transfert dus à l'incohérence de la table ARP.

La topologie CLOS est largement utilisée dans les réseaux de centres de données pour faire évoluer le réseau. Les switchs Spine représentent la couche d'agrégation, et les switchs Leaf comprennent les switchs ToR et les switchs de la couche intermédiaire entre les switchs Spine et ToR afin de répondre à des exigences d'évolutivité plus élevées. Cette architecture CLOS permet d'étendre la portée du réseau pour prendre en charge davantage d'accès aux serveurs.

Lorsque le switch à switch adopte la technologie MLAG, il doit également fonctionner avec le protocole VRRP pour assurer la redondance de la passerelle dans un environnement de couche 3. Dans cette conception MLAG+VRRP, MLAG prend également en charge la synchronisation des tables ARP afin de garantir la cohérence et la fiabilité des passerelles dans l'architecture Spine-Leaf à trois couches. La figure suivante illustre une topologie Fabric à trois niveaux basée sur MLAG et VRRP pour la redondance ToR.

BFD (Bidirectional Forwarding Detection)

BFD est un protocole qui détecte rapidement les défaillances d'une liaison réseau. Il peut détecter les problèmes de liaison en quelques millisecondes, beaucoup plus rapidement que le mécanisme standard de surveillance des liaisons, et localiser avec précision la liaison sur laquelle la défaillance se produit. MLAG peut rapidement basculer sur la liaison de secours dans le cas d'un équipement en aval qui ne perçoit pas le changement de topologie, afin de réaliser un transfert non perturbateur, d'assurer la continuité du service et de réaliser une récupération rapide en cas de défaillance.

BFD notifie immédiatement MLAG lorsqu'il détecte une défaillance de liaison, et MLAG bascule rapidement sur la liaison de secours, réduisant ainsi considérablement le temps de rétablissement du réseau en cas de défaillance.

Conclusion

En résumé, l'application conjointe des protocoles ERPS, STP, VRRP, BFD et MLAG permet de bénéficier au maximum de leurs avantages respectifs et de concevoir une architecture réseau de centre de données hautement fiable. Les FS switchs PicOS® prennent tous en charge MLAG, offrant une solution robuste pour la haute disponibilité et la résilience des réseaux de centres de données modernes.

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