EtherChannel et LACP : agréger des liens

L'agrégation de liens, appelée EtherChannel chez Cisco, regroupe plusieurs câbles parallèles entre deux équipements en un seul lien logique : le débit s'additionne entre les flux, la panne d'un câble ne coupe rien, et le Spanning Tree ne bloque aucun des câbles puisqu'il n'en voit qu'un. Le protocole normalisé qui négocie ce regroupement s'appelle LACP. Ce chapitre explique le principe, les modes de négociation, la configuration sur les switchs de cœur de Sorbier et les pièges.

Pourquoi agréger

Le lien entre SW-COEUR-1 et SW-COEUR-2 transporte tout le trafic qui passe d'un cœur à l'autre : il doit être rapide et ne jamais tomber. Ajouter un second câble à 10 Gbit/s ne sert à rien tel quel : le Spanning Tree voit une boucle entre les deux switchs et bloque le second câble. On paie deux liens pour en utiliser un.

Avec l'agrégation, les deux câbles forment une seule interface logique, Port-channel1 :

• plus de débit : le trafic se répartit sur les deux câbles ;
• la redondance : si un câble ou un port tombe, le lien logique reste actif sur l'autre, sans recalcul du Spanning Tree ;
• un seul lien pour le Spanning Tree : rien n'est bloqué.

On agrège entre deux switchs, entre un switch et un serveur (deux cartes réseau en « bonding » sous Linux, en mode 802.3ad), un hyperviseur, un NAS ou un pare-feu.

Les protocoles et leurs modes

Les deux côtés doivent se mettre d'accord sur les ports qui forment le groupe. Trois possibilités :

Le résultat selon les modes des deux côtés :

LACP et PAgP ne se comprennent pas entre eux. Le bon choix est LACP en mode active des deux côtés : chaque côté vérifie en permanence que l'autre est bien le bon équipement et que le câble arrive au bon port. Un câble branché par erreur sur un autre switch est exclu du groupe au lieu de créer une boucle.

Les conditions pour agréger

Les ports d'un même groupe doivent avoir la même configuration :

• même débit et même mode duplex ;
• même mode : tous en accès dans le même VLAN, ou tous en trunk avec le même VLAN natif et la même liste de VLAN autorisés ;
• même type : tous commutés, ou tous routés.

Un port qui ne respecte pas ces conditions est suspendu : il ne transmet plus rien, et le journal l'indique. Un groupe compte au plus 8 ports actifs ; LACP en accepte jusqu'à 16, dont 8 en attente qui prennent le relais en cas de panne.

Configurer l'agrégation entre les deux cœurs

Les deux switchs de cœur sont reliés par leurs ports Te1/1/1 et Te1/1/2. Sur chacun, on place les deux ports dans le groupe 1, en LACP actif, puis on configure l'interface logique :

SW-COEUR-1(config)# interface range TenGigabitEthernet1/1/1 - 2
SW-COEUR-1(config-if-range)# description Agregation vers SW-COEUR-2
SW-COEUR-1(config-if-range)# channel-group 1 mode active
Creating a port-channel interface Port-channel 1
SW-COEUR-1(config-if-range)# exit
SW-COEUR-1(config)# interface Port-channel1
SW-COEUR-1(config-if)# description Agregation vers SW-COEUR-2
SW-COEUR-1(config-if)# switchport mode trunk
SW-COEUR-1(config-if)# switchport trunk native vlan 999
SW-COEUR-1(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30,40,50,99
SW-COEUR-1(config-if)# switchport nonegotiate

La même configuration se tape sur SW-COEUR-2, avec le même numéro de groupe (le numéro est local, mais garder le même évite les confusions). Ce qu'on configure sur Port-channel1 s'applique aux ports membres : c'est là qu'on règle le trunk, pas sur chaque port.

Agrégation routée. Entre deux équipements de niveau 3 (le switch de cœur et le pare-feu, par exemple), le lien agrégé peut être un port routé :

SW-COEUR-1(config)# interface range GigabitEthernet1/0/45 - 46
SW-COEUR-1(config-if-range)# no switchport
SW-COEUR-1(config-if-range)# channel-group 2 mode active
SW-COEUR-1(config-if-range)# exit
SW-COEUR-1(config)# interface Port-channel2
SW-COEUR-1(config-if)# no switchport
SW-COEUR-1(config-if)# ip address 192.168.10.194 255.255.255.252

Ce n'est qu'un exemple : chez Sorbier, le lien vers le pare-feu reste un seul port.

La répartition de charge

Pour chaque trame, le switch calcule une valeur à partir de certaines adresses (un « hachage ») et choisit le câble selon le résultat. Tous les paquets d'un même flux prennent donc le même câble. Le critère se règle globalement :

SW-COEUR-1(config)# port-channel load-balance src-dst-ip
SW-COEUR-1# show etherchannel load-balance

Le critère par défaut dépend du modèle. Un critère mal choisi concentre tout sur un câble : avec src-mac, tout le trafic qui sort d'un routeur (une seule adresse MAC source) prend le même câble.

Vérifier

SW-COEUR-1# show etherchannel summary
Flags:  D - down        P - bundled in port-channel
        I - stand-alone s - suspended
        H - Hot-standby (LACP only)
        R - Layer3      S - Layer2
        U - in use      f - failed to allocate aggregator
        ...
Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators:           1

Group  Port-channel  Protocol    Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1      Po1(SU)         LACP        Te1/1/1(P)  Te1/1/2(P)

Po1(SU) : groupe de niveau 2 (S) en service (U). Chaque port suivi de (P) est intégré au groupe. Les drapeaux à surveiller :

D'autres commandes complètent : show etherchannel 1 port-channel (détail du groupe), show lacp neighbor (ce que LACP voit en face), et show interfaces Port-channel1 (débit total, compteurs). Le Spanning Tree ne montre plus que Po1 : show spanning-tree vlan 10 sur SW-COEUR-2 affiche Po1 comme port racine, à la place de Te1/1/1.

Les ports en attente et les priorités LACP

Un groupe LACP accepte jusqu'à 16 ports, mais 8 au plus transmettent. Les autres sont négociés, prêts, et attendent : show etherchannel summary les marque (H), pour hot-standby. Si un port actif tombe, un port en attente prend sa place, sans intervention.

Qui choisit les ports actifs ? Les deux équipements comparent d'abord leur priorité système LACP : 32768 par défaut, la plus petite gagne, et l'adresse MAC départage en cas d'égalité. Celui qui gagne décide seul. Il retient ses ports de plus petite priorité de port (32768 par défaut elle aussi), puis, à priorité égale, ceux de plus petit numéro.

SW-COEUR-1(config)# lacp system-priority 4096
SW-COEUR-1(config)# interface GigabitEthernet1/0/43
SW-COEUR-1(config-if)# lacp port-priority 100
SW-COEUR-1(config-if)# exit
SW-COEUR-1(config)# interface Port-channel2
SW-COEUR-1(config-if)# lacp max-bundle 2

lacp max-bundle, dans l'interface logique, fixe le nombre maximal de ports actifs. Avec lacp max-bundle 1 sur un groupe de deux ports, tu obtiens un lien actif et un lien de secours, sans passer par le Spanning Tree. Dans la plupart des réseaux, on laisse ces valeurs par défaut : tous les ports transmettent, et la question ne se pose qu'au-delà de 8 ports ou pour garder volontairement des liens en réserve.

Aller plus loin : l'agrégation vers deux switchs

L'agrégation relie deux équipements, pas trois : SW-ETAGE1, relié aux deux switchs de cœur, ne peut pas agréger ses deux liens montants, et le Spanning Tree en bloque un. Pour utiliser les deux, il faut que les deux switchs de cœur se présentent comme un seul switch logique : c'est ce que font la pile (StackWise sur les Catalyst 9300, avec un câble de pile dédié), la StackWise Virtual des Catalyst 9500, ou le vPC des Nexus. Les switchs d'étage agrègent alors un lien vers chaque membre, et plus aucun port n'est bloqué. C'est l'architecture des réseaux de campus récents ; elle dépasse ce que demande le BTS, mais tu la croiseras en entreprise.

Exercices

interface range GigabitEthernet1/0/10 - 11
 description srv-fichiers (agregation LACP)
 switchport mode access
 switchport access vlan 20
 channel-group 10 mode active
!
interface Port-channel10
 description srv-fichiers
 switchport mode access
 switchport access vlan 20

Group  Port-channel  Protocol    Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1      Po1(SU)         LACP        Te1/1/1(P)  Te1/1/2(s)

lacp system-priority 4096
interface range GigabitEthernet1/0/43 - 44
 lacp port-priority 100
interface Port-channel2
 lacp max-bundle 2

Group  Port-channel  Protocol    Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
2      Po2(SU)         LACP        Gi1/0/41(H) Gi1/0/42(H) Gi1/0/43(P) Gi1/0/44(P)