Qual é a diferença entre MLAG e vPC?

À medida que a virtualização de data centers continua a avançar, a demanda por largura de banda e velocidade continua a crescer. Para atender a essa demanda, engenheiros de rede estão procurando maneiras mais eficientes de conectar cada vez mais dispositivos de rede. Uma dessas soluções são os Link Aggregation Groups (LAGs), que agrupam múltiplos links Ethernet em um único link lógico para melhorar a eficiência da transmissão de dados. Há duas opções para implementar LAGs: agregação de links multichassi (MLAG) e canal de porta virtual (vPC). Embora ambos possibilitem a agregação de links, eles diferem de muitas maneiras. A seguir, vamos nos aprofundar em MLAG e vPC para entender como funcionam, os benefícios de cada um e as principais diferenças entre eles.

O que é MLAG?

MLAG (Multi-Chassis Link Aggregation) é um protocolo não padronizado usado para implementar multipercurso de Camada 2 para fornecer largura de banda adicional e redundância de link. Simplificando, o MLAG permite que vários switches trabalhem juntos e realizem agregação de links como um único switch. Diferentes fornecedores podem personalizar a implementação do MLAG para atender às suas necessidades, tornando-o um protocolo relativamente aberto, com diferentes implementações para cada fornecedor. O protocolo MLAG permite que dois ou mais switches empresariais funcionem como um único switch em uma rede ao formar grupos de links.

Como funciona o MLAG? 

Em uma rede MLAG, o Link Aggregation Control Protocol (LACP, 802.3ad) é normalmente usado para negociar um link norte-sul entre um host e um switch virtual MLAG ou entre dois virtuais Switches MLAG. Em contraste, switches membros dentro do mesmo switch virtual MLAG se comunicam usando um protocolo leste-oeste proprietário. Como exemplo, a ilustração a seguir mostra um par MLAG formado por meio de vários switches Gigabit, como o S7600-48X8C. Com esses switches MLAG, conexões redundantes podem ser estabelecidas entre servidores e switches de rede empresarial.

S7600-48X8C Solução MLAG

MLAGs podem ser formados em Grupos de Agregação de Links (LAGs) por meio de agregação de links estática ou por negociação baseada no protocolo LACP. Isso não apenas melhora a utilização da largura de banda, mas também fornece backups redundantes em caso de falha, tornando a rede mais estável.

Vantagens do MLAG

MLAG tem muitas vantagens em termos de fornecimento de desempenho e resiliência do sistema. Primeiro, com o algoritmo de hashing LAG , o tráfego poderia ser balanceado para diferentes switches, eliminando assim gargalos de desempenho devido à sobrecarga de um determinado switch. Em resumo, essa prática usa efetivamente largura de banda limitada, tornando toda a rede mais eficiente. Ela pode fazer a rede continuar funcionando sem problemas durante períodos de pico de tráfego de dados; as organizações também podem aumentar facilmente a largura de banda de sua rede e adicionar links LAG (norte-sul e leste-oeste), conforme necessário.

Em termos de estabilidade aprimorada, switch MLAG utiliza uma arquitetura dupla de gerenciamento e plano de controle, tornando o sistema mais tolerante a falhas. Quando um switch falha, o outro switch conclui a tarefa no menor tempo possível, evitando a interrupção da rede e mantendo a operação contínua e estável da rede. O que é ainda melhor é que switches individuais da solução MLAG podem ser atualizados um por um sem interromper o funcionamento de outros dispositivos, de modo que a rede ganhará um nível muito alto de flexibilidade.

O que é vPC?

vPC (Virtual Port Channel) é uma tecnologia exclusiva nos switches da Série Cisco Nexus que permite que múltiplas conexões físicas sejam apresentadas por meio de um único canal de porta (LAG). Um canal de porta é uma tecnologia que agrega múltiplas interfaces de rede para obter balanceamento de carga do tráfego. No vPC, os canais de porta são mais do que simples LAGs, permitindo que conexões físicas de dois switches Cisco diferentes sejam apresentadas a um dispositivo de terceiros por meio de um canal lógico unificado. É importante observar que o vPC é um protocolo proprietário da Cisco, portanto só pode ser configurado em switches Cisco Nexus, e switches de outros fornecedores normalmente não oferecem suporte direto a essa tecnologia.

Como o vPC funciona?

O vPC permite que um link para dois switches Cisco MLAG pareça um canal de porta em um terceiro dispositivo. Esse dispositivo de terceiros pode ser qualquer dispositivo de rede compatível com o padrão de canal de porta IEEE 802.3ad, como switches Ethernet, servidores e assim por diante. Com o vPC, os usuários podem criar um canal de porta de Camada 2 entre dois switches que abrange dois dispositivos, simplificando assim a topologia da rede e aumentando a redundância da rede.

Como exemplo, o vPC pode ser usado para criar um link entre switches entre dois switches MLAG, mantendo os planos de controle dos dois switches separados. Quando o recurso vPC está habilitado, os dois switches vPC se comunicam por meio de um link ponto a ponto, enviando mensagens de heartbeat para manter a conexão ativa. Os domínios vPC consistem em vários componentes principais: o dispositivo peer vPC, o link keep-alive do peer vPC, o link peer vPC e todos os canais de porta que se conectam ao dispositivo downstream. Cada dispositivo pode operar em apenas um domínio vPC, e cada domínio vPC deve ter um ID de domínio exclusivo.

Vantagens do vPC

Uma das maiores vantagens do vPC é sua capacidade de permitir que um único dispositivo se conecte a dois dispositivos upstream ao mesmo tempo por meio de um único port channel. Esse design não apenas melhora a utilização da largura de banda, mas também elimina possíveis links redundantes ao evitar problemas de porta que seriam impedidos pelo protocolo Spanning Tree em uma rede tradicional. Como o vPC fornece uma topologia livre de loops, problemas de loop na rede são efetivamente resolvidos, garantindo transmissão de dados contínua e ininterrupta. Ao mesmo tempo, o vPC permite que toda a largura de banda de uplink seja totalmente utilizada, evitando desperdício de largura de banda de rede.

Além disso, o canal de porta virtual (vPC) tem a capacidade de convergir rapidamente. Quando um link ou dispositivo falha, a rede pode ser restaurada rapidamente para garantir um serviço ininterrupto. Sob essa estrutura, a alta disponibilidade de toda a rede é garantida, e nem a falha de link nem a falha de equipamento terão um impacto significativo na operação normal do sistema.

A principal diferença entre MLAG e vPC

MLAG e vPC são ambos usados para estabelecer agregação de portas entre dois switches, permitir multipathing de Camada 2 e aumentar a largura de banda e a redundância. Mas eles têm detalhes de implementação e casos de uso muito diferentes.

Complexidade de implementação

Uma das maiores diferenças entre os dois é a complexidade da implementação. MLAG é um protocolo disponível publicamente que permite que grandes switch de fornecedores para personalizar a implementação de acordo com suas necessidades, tornando-a relativamente simples de configurar. Em contraste, vPC é um protocolo proprietário da família de switches Cisco Nexus e só pode ser configurado em dispositivos Cisco, portanto requer mais personalização e etapas de configuração durante a implementação, o que o torna mais complexo de configurar.

Problemas de compatibilidade

vPC e MLAG também diferem em termos de compatibilidade. O vPC exige que os switches emparelhados sejam do mesmo modelo do switch Cisco Nexus e que executem a mesma versão do NX-OS. Por exemplo, não é possível usar uma série Nexus 7000 com um switch da série Nexus 5000 para emparelhamento vPC. Além disso, embora o vPC ofereça suporte à operação ininterrupta durante atualizações (ISSU), os switches emparelhados devem ser idênticos em outros casos. O MLAG é mais compatível e pode ser implantado em uma variedade de switches de diferentes fornecedores, sem limitações rigorosas quanto ao modelo do produto ou ao sistema operacional.

Multipathing hierárquico

Em termos de suporte a multipath, o vPC é mais avançado. Ele não apenas oferece suporte a multipath de camada 2, mas também permite multipath na camada 3 para balancear a carga do tráfego e melhorar a redundância por meio de caminhos paralelos. O multipath de camada 3 pode ser otimizado ainda mais por meio do Multi-Activity Gateway Protocol (MAGP), se necessário. O MLAG, por outro lado, oferece suporte principalmente a multipath de camada 2, o que fornece alguma redundância, mas não é tão poderoso quanto o vPC para lidar com tráfego multipath.

Cenários de aplicação

Os cenários de aplicação são uma diferença fundamental entre os dois. vPC é usado principalmente em switches de data center Cisco Nexus, portanto seus cenários de aplicação são relativamente limitados, e ele é normalmente usado em ambientes Cisco de grande escala. MLAG, por outro lado, tem um escopo de aplicação muito mais amplo e pode ser usado não apenas na arquitetura tradicional de data center de três camadas, mas também na arquitetura spine-leaf de duas camadas. Switches habilitados para MLAG podem ser configurados de forma flexível em diferentes camadas para atender a necessidades mais diversas.

Conclusão

MLAG e vPC oferecem bom suporte para agregação de links e redundância em diferentes ambientes de rede. No entanto, sua escolha e relevância estão sujeitas aos requisitos de rede e à compatibilidade com fornecedores. MLAG fornece uma metodologia flexível e independente de fornecedor que pode ser implantada em várias arquiteturas e dispositivos para ampla aplicabilidade. vPC, por outro lado, é projetado especificamente para redes Cisco e oferece opções de multipath mais avançadas e otimizadas, juntamente com opções de fluxo de dados e redundância. Compreender as diferenças entre eles ajuda os engenheiros de rede a fazer a melhor escolha para a situação, melhorando assim o desempenho e a confiabilidade do data center.