¿Cuál es la diferencia entre MLAG y vPC?

A medida que la virtualización de los centros de datos continúa avanzando, la demanda de ancho de banda y velocidad sigue aumentando. Para satisfacer esta demanda, los ingenieros de redes buscan formas más eficientes de conectar cada vez más dispositivos de red. Una de estas soluciones son los grupos de agregación de enlaces (LAG), que agrupan múltiples enlaces Ethernet en un único enlace lógico para mejorar la eficiencia de la transmisión de datos. Existen dos opciones para implementar LAG: la agregación de enlaces multichasis (MLAG) y el canal de puerto virtual (vPC). Aunque ambos permiten la agregación de enlaces, difieren en muchos aspectos. A continuación, profundizaremos en MLAG y vPC para comprender cómo funcionan, los beneficios de cada uno y las diferencias clave entre ellos.

¿Qué es MLAG?

MLAG (Multi-Chassis Link Aggregation) es un protocolo no estándar utilizado para implementar multipath de capa 2 con el fin de proporcionar ancho de banda adicional y redundancia de enlaces. En pocas palabras, MLAG permite que varios switches trabajen juntos y realicen agregación de enlaces como un único switch. Diferentes proveedores pueden personalizar la implementación de MLAG para adaptarla a sus necesidades, lo que lo convierte en un protocolo relativamente abierto con diferentes implementaciones para cada proveedor. El protocolo MLAG permite que dos o más switches empresariales funcionen como un único switch en una red al formar grupos de enlaces.

¿Cómo funciona MLAG? 

En una red MLAG, el Protocolo de Control de Agregación de Enlaces (LACP, 802.3ad) se utiliza normalmente para negociar un enlace norte-sur entre un host y un conmutador virtual MLAG o entre dos virtuales switches MLAG. En cambio, los switches miembros dentro del mismo switch MLAG virtual se comunican mediante un protocolo este-oeste propietario. Como ejemplo, la siguiente ilustración muestra un par MLAG formado a través de múltiples switches Gigabit, como el S7600-48X8C. Con estos switches MLAG, se pueden establecer conexiones redundantes entre servidores y switches de red empresarial.

S7600-48X8C Solución MLAG

Los MLAGs pueden formarse en grupos de agregación de enlaces (LAGs) ya sea mediante agregación estática de enlaces o mediante negociación basada en el protocolo LACP. Esto no solo mejora la utilización del ancho de banda, sino que también proporciona copias de seguridad redundantes en caso de fallo, lo que hace que la red sea más estable.

Ventajas de MLAG

MLAG tiene muchas ventajas en términos de proporcionar rendimiento y resiliencia del sistema. En primer lugar, con el algoritmo de hashing LAG hashing, el tráfico podría equilibrarse entre diferentes switches, eliminando así los cuellos de botella de rendimiento debidos a la sobrecarga de un determinado switch. En resumen, esta práctica utiliza eficazmente el ancho de banda limitado, haciendo que toda la red sea más eficiente. Puede hacer que la red siga funcionando sin problemas durante los periodos de tráfico de datos máximo; las organizaciones también pueden aumentar fácilmente el ancho de banda de su red y añadir enlaces LAG (norte-sur y este-oeste) según sea necesario.

En términos de estabilidad mejorada, switch MLAG utiliza una arquitectura de doble plano de gestión y control, lo que hace que el sistema sea más tolerante a fallos. Cuando un switch falla, el otro switch completa la tarea en el menor tiempo posible, evitando la interrupción de la red y manteniendo el funcionamiento continuo y estable de la red. Lo que es aún mejor es que los switches individuales de la solución MLAG pueden actualizarse uno por uno sin interrumpir el trabajo de otros dispositivos, por lo que la red obtendrá un nivel muy alto de flexibilidad.

¿Qué es vPC?

vPC (Virtual Port Channel) es una tecnología exclusiva de los switches de la serie Cisco Nexus que permite presentar múltiples conexiones físicas a través de un único canal de puerto (LAG). Un canal de puerto es una tecnología que agrega varias interfaces de red para lograr el balanceo de carga del tráfico. En vPC, los canales de puerto son más que simples LAG, lo que permite que las conexiones físicas de dos switches Cisco diferentes se presenten a un dispositivo de terceros a través de un canal lógico unificado. Es importante señalar que vPC es un protocolo propietario de Cisco, por lo que solo puede configurarse en switches Cisco Nexus, y los switches de otros proveedores normalmente no admiten directamente esta tecnología.

¿Cómo funciona vPC?

vPC permite que un enlace a dos switches Cisco MLAG aparezca como un canal de puertos en un tercer dispositivo. Este dispositivo de terceros puede ser cualquier dispositivo de red que admita el estándar de canal de puertos IEEE 802.3ad, como switches Ethernet, servidores, etc. Con vPC, los usuarios pueden crear un canal de puertos de capa 2 entre dos switches que abarca dos dispositivos, lo que simplifica la topología de red y aumenta la redundancia de la red.

Como ejemplo, vPC puede utilizarse para crear un enlace entre switches entre dos switches MLAG, manteniendo separados los planos de control de los dos switches. Cuando la función vPC está habilitada, los dos switches vPC se comunican a través de un enlace punto a punto, enviando mensajes de latido para mantener activa la conexión. Los dominios vPC constan de varios componentes clave: el dispositivo par vPC, el enlace keep-alive entre pares vPC, el enlace entre pares vPC y todos los canales de puerto que se conectan al dispositivo descendente. Cada dispositivo puede operar en un solo dominio vPC, y cada dominio vPC debe tener un ID de dominio único.

Ventajas de vPC

Una de las mayores ventajas de vPC es su capacidad para permitir que un único dispositivo se conecte a dos dispositivos ascendentes al mismo tiempo mediante un único canal de puertos. Este diseño no solo mejora la utilización del ancho de banda, sino que también elimina posibles enlaces redundantes al evitar problemas de puertos que serían prevenidos por el protocolo Spanning Tree en una red tradicional. Dado que vPC proporciona una topología sin bucles, los problemas de bucles en la red se resuelven eficazmente, garantizando una transmisión de datos fluida e ininterrumpida. Al mismo tiempo, vPC permite utilizar plenamente todo el ancho de banda de enlace ascendente, evitando el desperdicio de ancho de banda de red.

Además, el canal de puerto virtual (vPC) tiene la capacidad de converger rápidamente. Cuando falla un enlace o dispositivo, la red se puede restaurar rápidamente para garantizar un servicio ininterrumpido. Bajo esta estructura, se garantiza la alta disponibilidad de toda la red, y ni la falla de enlace ni la falla de equipo tendrán un impacto significativo en el funcionamiento normal del sistema.

La principal diferencia entre MLAG y vPC

MLAG y vPC se utilizan ambos para establecer agregación de puertos entre dos switches, permitir multipath de capa 2 y aumentar el ancho de banda y la redundancia. Pero tienen detalles de implementación y casos de uso muy diferentes.

Complejidad de implementación

Una de las mayores diferencias entre ambos es la complejidad de la implementación. MLAG es un protocolo disponible públicamente que permite a los principales switch de proveedores para personalizar la implementación según sus necesidades, lo que hace que sea relativamente sencillo de configurar. En cambio, vPC es un protocolo propietario para la familia de switches Cisco Nexus y solo puede configurarse en dispositivos Cisco, por lo que requiere más personalización y pasos de configuración durante la implementación, lo que hace que sea más complejo de configurar.

Problemas de compatibilidad

vPC y MLAG también difieren en términos de compatibilidad. vPC requiere que los switches emparejados sean del mismo modelo que el switch Cisco Nexus y que ejecuten la misma versión de NX-OS. Por ejemplo, no es posible utilizar una serie Nexus 7000 con un switch de la serie Nexus 5000 para el emparejamiento vPC. Además, aunque vPC admite el funcionamiento ininterrumpido durante las actualizaciones (ISSU), los switches emparejados deben ser idénticos en otros casos. MLAG es más compatible y puede implementarse en una variedad de switches de distintos proveedores sin limitaciones estrictas en cuanto al modelo de producto o al sistema operativo.

Multirruta jerárquica

En términos de compatibilidad con multirruta, vPC es más avanzado. No solo admite la multirruta de Capa 2, sino que también permite la multirruta en Capa 3 para equilibrar la carga del tráfico y mejorar la redundancia mediante rutas paralelas. La multirruta de Capa 3 puede optimizarse aún más mediante el Multi-Activity Gateway Protocol (MAGP) si es necesario. MLAG, por otro lado, admite principalmente la multirruta de Capa 2, que proporciona cierta redundancia, pero no es tan potente como vPC para gestionar el tráfico multirruta.

Escenarios de aplicación

Los escenarios de aplicación son una diferencia clave entre ambos. vPC se utiliza principalmente en switches de centros de datos Cisco Nexus, por lo que sus escenarios de aplicación son relativamente limitados y normalmente se emplea en entornos Cisco a gran escala. MLAG, por otro lado, tiene un alcance de aplicación mucho más amplio y puede utilizarse no solo en la arquitectura tradicional de centro de datos de tres niveles, sino también en la arquitectura spine-leaf de dos niveles. Los switches compatibles con MLAG pueden configurarse de forma flexible en diferentes capas para satisfacer necesidades más diversas.

Conclusión

MLAG y vPC sí ofrecen un buen soporte para la agregación de enlaces y la redundancia en diferentes entornos de red. Sin embargo, su elección y relevancia están sujetas a los requisitos de red y la compatibilidad con proveedores. MLAG proporciona una metodología flexible entre proveedores que puede implementarse en varias arquitecturas y dispositivos para una amplia aplicabilidad. vPC, por otro lado, está diseñado específicamente para redes Cisco y ofrece opciones de multirruta más avanzadas y optimizadas, junto con opciones de flujo de datos y redundancia. Comprender las diferencias entre ellos ayuda a los ingenieros de redes a tomar la mejor decisión según la situación, mejorando así el rendimiento y la fiabilidad del centro de datos.