Qual è la differenza tra MLAG e vPC?

Con il continuo avanzamento della virtualizzazione dei data center, la domanda di larghezza di banda e velocità continua a crescere. Per soddisfare questa domanda, gli ingegneri di rete stanno cercando modi più efficienti per collegare un numero sempre maggiore di dispositivi di rete. Una di queste soluzioni sono i Link Aggregation Groups (LAGs), che raggruppano più collegamenti Ethernet in un unico collegamento logico per migliorare l'efficienza della trasmissione dei dati. Esistono due opzioni per implementare i LAG: la multi-chassis link aggregation (MLAG) e il virtual port channel (vPC). Sebbene entrambe consentano l'aggregazione dei collegamenti, differiscono in molti modi. Di seguito, approfondiremo MLAG e vPC per capire come funzionano, i vantaggi di ciascuna e le principali differenze tra loro.

Che cos'è MLAG?

MLAG (Multi-Chassis Link Aggregation) è un protocollo non standard utilizzato per implementare il multipathing di livello 2 per fornire larghezza di banda aggiuntiva e ridondanza dei collegamenti. In parole semplici, MLAG consente a più switch di lavorare insieme ed eseguire l'aggregazione dei collegamenti come un singolo switch. Diversi fornitori possono personalizzare l'implementazione di MLAG in base alle proprie esigenze, rendendolo un protocollo relativamente aperto con implementazioni diverse per ciascun fornitore. Il protocollo MLAG consente a due o più switch aziendali di funzionare come un singolo switch in una rete durante la formazione di bundle di collegamenti.

Come funziona MLAG? 

In una rete MLAG, il Link Aggregation Control Protocol (LACP, 802.3ad) viene in genere utilizzato per negoziare un collegamento nord-sud tra un host e uno switch virtuale MLAG o tra due virtuali Switch MLAG. Al contrario, gli switch membri all'interno dello stesso switch MLAG virtuale comunicano utilizzando un protocollo est-ovest proprietario. Ad esempio, l'illustrazione seguente mostra una coppia MLAG formata tramite più switch Gigabit, come l'S7600-48X8C. Con questi switch MLAG, è possibile stabilire connessioni ridondanti tra server e switch di rete aziendali.

S7600-48X8C Soluzione MLAG

Gli MLAG possono essere formati in Link Aggregation Groups (LAG) tramite aggregazione statica dei link o tramite negoziazione basata sul protocollo LACP. Questo non solo migliora l'utilizzo della larghezza di banda, ma fornisce anche backup ridondanti in caso di guasto, rendendo la rete più stabile.

Vantaggi di MLAG

MLAG presenta molti vantaggi in termini di prestazioni e resilienza del sistema. Innanzitutto, con l'algoritmo di hashing LAG il traffico potrebbe essere bilanciato su diversi switch, eliminando così i colli di bottiglia delle prestazioni dovuti al sovraccarico di un determinato switch. In sintesi, questa pratica utilizza efficacemente una larghezza di banda limitata, rendendo l'intera rete più efficiente. Può consentire alla rete di continuare a funzionare senza problemi durante i periodi di picco del traffico dati; le organizzazioni possono inoltre aumentare facilmente la larghezza di banda della propria rete e aggiungere link LAG (nord-sud ed est-ovest) secondo necessità.

In termini di stabilità migliorata, switch MLAG utilizza un'architettura a doppio piano di gestione e controllo, rendendo il sistema più tollerante ai guasti. Quando uno switch si guasta, l'altro switch completa l'attività nel più breve tempo possibile, evitando l'interruzione della rete e mantenendo il funzionamento continuo e stabile della rete. Ancora meglio, i singoli switch della soluzione MLAG possono essere aggiornati uno alla volta senza interrompere il lavoro degli altri dispositivi, quindi la rete otterrà un livello di flessibilità molto elevato.

Che cos'è vPC?

vPC (Virtual Port Channel) è una tecnologia esclusiva negli switch della Cisco Nexus Series che consente di presentare più connessioni fisiche tramite un singolo port channel (LAG). Un port channel è una tecnologia che aggrega più interfacce di rete per ottenere il bilanciamento del carico del traffico. In vPC, i port channel sono più di semplici LAG, consentendo di presentare connessioni fisiche da due diversi switch Cisco a un dispositivo di terze parti tramite un canale logico unificato. È importante notare che vPC è un protocollo proprietario Cisco, quindi può essere configurato solo su switch Cisco Nexus, e gli switch di altri fornitori in genere non supportano direttamente questa tecnologia.

Come funziona vPC?

vPC consente a un collegamento verso due switch Cisco MLAG di apparire come un port channel su un terzo dispositivo. Questo dispositivo di terze parti può essere qualsiasi dispositivo di rete che supporti lo standard port-channel IEEE 802.3ad, come switch Ethernet, server e così via. Con vPC, gli utenti possono creare un port channel di Livello 2 tra due switch che si estende su due dispositivi, semplificando così la topologia di rete e aumentando la ridondanza della rete.

Ad esempio, vPC può essere utilizzato per creare un collegamento inter-switch tra due switch MLAG mantenendo separati i piani di controllo dei due switch. Quando la funzionalità vPC è abilitata, i due switch vPC comunicano tramite un collegamento peer-to-peer, inviando messaggi heartbeat per mantenere attiva la connessione. I domini vPC sono costituiti da diversi componenti chiave: il dispositivo peer vPC, il collegamento keep-alive peer vPC, il collegamento peer vPC e tutti i port channel che si connettono al dispositivo downstream. Ogni dispositivo può operare in un solo dominio vPC e ogni dominio vPC deve avere un ID di dominio univoco.

Vantaggi di vPC

Uno dei maggiori vantaggi di vPC è la sua capacità di consentire a un singolo dispositivo di connettersi contemporaneamente a due dispositivi upstream tramite un unico port channel. Questo design non solo migliora l'utilizzo della larghezza di banda, ma elimina anche potenziali collegamenti ridondanti evitando problemi di porta che sarebbero impediti dal protocollo Spanning Tree in una rete tradizionale. Poiché vPC fornisce una topologia priva di loop, i problemi di loop nella rete vengono risolti efficacemente, garantendo una trasmissione dei dati fluida e ininterrotta. Allo stesso tempo, vPC consente di utilizzare completamente tutta la larghezza di banda uplink, evitando sprechi di larghezza di banda di rete.

Inoltre, il virtual port channel (vPC) ha la capacità di convergere rapidamente. Quando un collegamento o un dispositivo si guasta, la rete può essere ripristinata rapidamente per garantire un servizio ininterrotto. Con questa struttura, l'alta disponibilità dell'intera rete è garantita e né il guasto di un collegamento né quello di un'apparecchiatura avranno un impatto significativo sul normale funzionamento del sistema.

La differenza principale tra MLAG e vPC

MLAG e vPC sono entrambi utilizzati per stabilire l'aggregazione delle porte tra due switch, consentire il multipathing di livello 2 e aumentare la larghezza di banda e la ridondanza. Tuttavia, presentano dettagli di implementazione e casi d'uso molto diversi.

Complessità di implementazione

Una delle maggiori differenze tra i due è la complessità dell'implementazione. MLAG è un protocollo disponibile pubblicamente che consente ai principali switch dei fornitori per personalizzare l'implementazione in base alle proprie esigenze, rendendola relativamente semplice da configurare. Al contrario, vPC è un protocollo proprietario per la famiglia di switch Cisco Nexus e può essere configurato solo su dispositivi Cisco, quindi richiede più personalizzazione e passaggi di configurazione durante l'implementazione, il che lo rende più complesso da configurare.

Problemi di compatibilità

vPC e MLAG differiscono anche in termini di compatibilità. vPC richiede che gli switch accoppiati siano dello stesso modello dello switch Cisco Nexus e che eseguano la stessa versione di NX-OS. Ad esempio, non è possibile utilizzare una serie Nexus 7000 con uno switch della serie Nexus 5000 per l'accoppiamento vPC. Inoltre, mentre vPC supporta il funzionamento ininterrotto durante gli aggiornamenti (ISSU), negli altri casi gli switch accoppiati devono essere identici. MLAG è più compatibile e può essere implementato in una varietà di switch di fornitori diversi senza rigide limitazioni sul modello del prodotto o sul sistema operativo.

Multipathing gerarchico

In termini di supporto al multipathing, vPC è più avanzato. Non solo supporta il multipathing Layer 2, ma abilita anche il multipathing a Layer 3 per bilanciare il traffico e migliorare la ridondanza mediante percorsi paralleli. Il multipathing Layer 3 può essere ulteriormente ottimizzato tramite il Multi-Activity Gateway Protocol (MAGP), se necessario. MLAG, d'altra parte, supporta principalmente il multipathing Layer 2, che offre una certa ridondanza ma non è potente quanto vPC nella gestione del traffico multipath.

Scenari applicativi

Gli scenari applicativi sono una differenza fondamentale tra i due. vPC viene utilizzato principalmente negli switch per data center Cisco Nexus, quindi i suoi scenari applicativi sono relativamente limitati ed è tipicamente utilizzato in ambienti Cisco su larga scala. MLAG, d'altra parte, ha un ambito di applicazione molto più ampio e può essere utilizzato non solo nella tradizionale architettura data center a tre livelli, ma anche nell'architettura spine-leaf a due livelli. Gli switch abilitati per MLAG possono essere configurati in modo flessibile a diversi livelli per soddisfare esigenze più diversificate.

Conclusione

MLAG e vPC forniscono effettivamente un buon supporto per l'aggregazione dei link e la ridondanza in diversi ambienti di rete. Tuttavia, la loro scelta e rilevanza sono soggette ai requisiti di rete e alla compatibilità del fornitore. MLAG fornisce una metodologia flessibile multi-vendor che può essere implementata su numerose architetture e dispositivi per un'ampia applicabilità. vPC, d'altra parte, è progettato specificamente per le reti Cisco e offre opzioni di multipathing più avanzate e ottimizzate, insieme a opzioni per il flusso dei dati e la ridondanza. Comprendere le differenze tra di essi aiuta gli ingegneri di rete a fare la scelta migliore per la situazione, migliorando così le prestazioni e l'affidabilità del data center.