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Load Balancing bei LAG

Wie Traffic über gebündelte Links verteilt wird und welche Algorithmen es gibt

Wie wird Traffic verteilt?

Ein häufiges Missverständnis: Link Aggregation verteilt Traffic nicht gleichmäßig über alle Links. Stattdessen wird ein Hashing-Algorithmus verwendet, der bestimmte Eigenschaften eines Frames analysiert und daraus bestimmt, welcher physische Link verwendet wird.

Das Prinzip

                    Hash-Algorithmus
                         |
Frame ─── [Quell-MAC + Ziel-MAC] ─── Hash-Wert ─── Link 1
Frame ─── [Quell-MAC + Ziel-MAC] ─── Hash-Wert ─── Link 2
Frame ─── [Quell-MAC + Ziel-MAC] ─── Hash-Wert ─── Link 1

Alle Frames einer bestimmten Kommunikation (gleiche Quell- und Ziel-Adresse) nehmen immer denselben Link. Das stellt sicher, dass Frames in der richtigen Reihenfolge ankommen.

Load-Balancing-Methoden

Methode Hash basiert auf Einsatzgebiet
src-mac Quell-MAC-Adresse Einfach, wenig Verteilung
dst-mac Ziel-MAC-Adresse Einfach, wenig Verteilung
src-dst-mac Quell- und Ziel-MAC Standard für Layer-2-Umgebungen
src-ip Quell-IP-Adresse Besser bei vielen Quellen
dst-ip Ziel-IP-Adresse Besser bei vielen Zielen
src-dst-ip Quell- und Ziel-IP Beste Verteilung (empfohlen)
src-port Quell-TCP/UDP-Port Noch feinere Verteilung
src-dst-port Quell- und Ziel-Port Feinste Verteilung

Welche Methode wählen?

src-dst-ip ist in den meisten Fällen die beste Wahl:

  • Gute Verteilung bei vielen verschiedenen Kommunikationspaaren
  • Funktioniert auch bei gerouteten Umgebungen (MAC-Adressen ändern sich am Router)
  • Ist auf den meisten Switches verfügbar

Konfiguration

! Load-Balancing-Methode setzen (global)
port-channel load-balance src-dst-ip

Warum keine gleichmäßige Verteilung?

Ein einzelner Datenstrom (z.B. ein großer Dateitransfer zwischen PC A und Server B) nutzt immer nur einen physischen Link. Die maximale Geschwindigkeit eines einzelnen Datenstroms ist also auf die Bandbreite eines Links begrenzt.

PC A → Server B:  Immer Link 1 (max 1 Gbit/s)
PC C → Server D:  Immer Link 2 (max 1 Gbit/s)

Die aggregierte Bandbreite (z.B. 2 Gbit/s) steht nur zur Verfügung, wenn mehrere unabhängige Datenströme gleichzeitig laufen.

Verteilung in der Praxis

Gute Verteilung

Viele verschiedene Kommunikationspaare (Büronetzwerk mit vielen Nutzern):

Link 1: PC1→Server, PC3→Server, PC5→Drucker  (≈50% Auslastung)
Link 2: PC2→Server, PC4→Internet, PC6→Server  (≈50% Auslastung)

Schlechte Verteilung

Wenige, dominante Kommunikationspaare (z.B. ein Backup-Server):

Link 1: BackupServer→Storage (90% Auslastung)
Link 2: PC1→Server (10% Auslastung)

In diesem Fall hilft die erhöhte Bandbreite kaum, weil der dominante Datenstrom auf einen Link beschränkt ist.

Verteilung prüfen

show etherchannel load-balance

EtherChannel Load-Balancing Configuration:
  src-dst-ip

show etherchannel port-channel

Port-channel1:
  Port: Gi0/1  Packets: 15234
  Port: Gi0/2  Packets: 14892

Eine annähernd gleiche Paketverteilung zeigt gutes Load Balancing an.

Zusammenfassung

  • Load Balancing bei LAG basiert auf Hashing, nicht auf Round-Robin
  • Ein einzelner Datenstrom nutzt immer nur einen physischen Link
  • src-dst-ip ist für die meisten Umgebungen die beste Methode
  • Die aggregierte Bandbreite wird erst bei vielen parallelen Datenströmen voll genutzt
  • Die Verteilung kann mit show-Befehlen überprüft werden

In der nächsten Lektion konfigurieren wir Link Aggregation Schritt für Schritt.

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