Workshop: netwerkpoorten samenvoegen (LACP)

34 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. LACP
  3. 3. Instellen
  4. 4. LACP in de praktijk
  5. 5. Een sterke ruggengraat
  6. 6. Conclusie
  7. 7. Reacties

Inleiding

Op het gebied van netwerken gaat het eigenlijk vooral om bandbreedte. Daar wil je zoveel mogelijk van hebben, zodat je met zoveel mogelijk apparaten zo snel mogelijk data kunt transporteren. Om die reden is het interessant om twee fysieke netwerkpoorten samen te voegen, wat zorgt voor een verdubbeling van de bandbreedte. Hoe werkt dat in de praktijk en wat heb je eraan? Wij zoeken het uit aan de hand van een praktijktest.

Tijdens tests van switches, NAS-apparaten en soms ook routers hebben we het regelmatig over het samenvoegen van LAN-poorten. Hiermee kun je meerdere poorten zich voor laten doen als een enkele aansluiting, maar dan met een bandbreedte op de fysieke laag die overeenkomt met het aantal poorten maal de bandbreedte per poort. Voor gigabitpoorten geldt dan dus dat je verbindingen van ten minste 2 gigabit kan creëren. Om eens te kijken hoe dat in zijn werk gaat en wat je er in een praktijksituatie aan hebt, hebben we wat tijd uitgetrokken om dit te testen.

TP-Link JetStream TL-SG3216
Link aggregatie wordt in zakelijke omgevingen veel toegepast op switches. Deze functionaliteit wordt dan ook al vanaf een vrij bescheiden prijspunt aangeboden. Voor onze tests hebben we de TP-Link JetStream TL-SG3216 gebruikt.

Voor we beginnen met het bespreken van de specifieke testopstelling die we hebben gebruikt, eerst even in het kort wat achtergrondinformatie over het samenvoegen van poorten. We beginnen bij het begin en dat zijn de termen die allemaal gebruikt worden voor dit fenomeen. Dat zijn er namelijk nogal wat. De volgende komen het vaakst voor: link aggregatie, port teaming, port trunking en NIC bonding.

Onder deze overkoepelende termen, die feitelijk nog helemaal niets zeggen over de gebruikte technologie, komen de verschillende protocollen/technologieën. Ook dat zijn er meerdere, waarvan LACP (Link Aggregation Control Protocol) en EtherChannel (en Port Aggregation Protocol) de bekendste zijn. De eerste is gevat in een (open) IEEE-standaard, de tweede is een propriëtaire Cisco-technologie (die overigens ook overweg kan met LACP). Andere fabrikanten hebben ook dergelijke propriëtaire technologieën ontwikkeld, maar die zijn niet zo bekend als die van Cisco, nog altijd verreweg de grootste speler als het gaat om (zakelijke) netwerken. Een verzameling poorten die via een van de technologieën is samengevoegd, wordt over het algemeen aangeduid als een Link Aggregation Group (LAG).

LACP

Voor dit artikel zijn we aan de slag gegaan met LACP. Hier doet zich overigens wel iets merkwaardigs voor. Vanaf 2000 tot 2008 werd LACP namelijk gedefinieerd in de IEEE 802.3ad-standaard, daarna werd het plotseling 802.1AX. Het cijfer achter de punt geeft in deze standaarden altijd aan op welke 'working group' hij betrekking heeft. In het geval van '3' is dat Ethernet. Men kwam echter tot de conclusie dat er hier en daar een conflict optrad met sommige IEEE 802.1-lagen (van de 'working group' die zich bezighoudt met network bridging), waarna werd besloten om 802.3ad te vervangen door 802.1AX. Aan de standaard zelf is niets wezenlijks veranderd en de twee standaarden worden nog altijd door elkaar heen gebruikt.

Als je optimaal gebruik wilt maken van LACP, dan moeten alle apparaten die je in wilt zetten, dit uiteraard ondersteunen. Daarnaast moeten alle aansluitingen die je ervoor wilt gebruiken, dezelfde snelheid hebben: dus gigabit koppelen met gigabit en Fast Ethernet met Fast Ethernet.

Asustor AS-604T
Asustor AS-604T

Als hardware hebben wij gekozen voor een TP-Link JetStream TL-SG3216, twee Windows 7-systemen met ieder een moederbord met twee netwerkaansluitingen en een Asustor AS-604T NAS. De twee moederborden die we hebben gebruikt zijn de ASRock Z87 Extreme6 en de Intel DZ87KLT-75K. Beide moederborden beschikken over dezelfde twee verschillende Intel-chips die elk een netwerkpoort aansturen, namelijk de WG-I217V en de WGI210AT. Let wel, niet alle moederborden met twee netwerkaansluitingen zijn geschikt; ze moeten beide LACP ondersteunen. We hebben zowel in de NAS als op onze testbenches SSD's geschroefd, zodat we eenvoudig doorvoersnelheden konden halen die (ver) boven de 100 MB/s komen.

Instellen

Als je de hardware eenmaal bij elkaar hebt, is het tijd om een en ander in te stellen. We geven hieronder per apparaat aan hoe je dat doet.

Om de TP-Link JetStream TL-SG3216 in te stellen, kun je twee routes bewandelen. De webinterface biedt de weg van de minste weerstand. In het scherm hieronder kun je dit instellen.

TP-Link JetStream TL-SG3216

Bij ons wilde het op de een of andere manier niet lukken om de groep aan te maken via de webinterface. Gelukkig kun je het ook via de CLI doen. Op de switch zit een seriële consolepoort, waarvoor de kabel is meegeleverd, die je aansluit op een computer. Heeft je computer deze aansluiting niet, dan is er nog geen man overboord, want er zijn adapters te koop die een en ander omzetten naar USB. Om commando's te kunnen geven aan de switch, moet je een ssh/telnet-client hebben. TP-Link heeft het in de handleiding over HyperTerminal, dus dat hebben we gebruikt. Putty hebben we ook geprobeerd, maar dat lijkt niet te werken. Hieronder zie je wat we hebben ingevoerd in HyperTerminal om de switch te configureren.

TP-Link JetStream TL-SG3216

Na de switch is het de beurt aan de Intel-netwerkaansluitingen/-chips. Om die goed in te stellen, ga je naar Apparaatbeheer en vervolgens naar Netwerkadapters. Daar dubbelklik je op een van de adapters die je samen wilt voegen. Je selecteert vervolgens het 'Teaming'-tabblad, waarna je op onderstaand scherm terechtkomt.

Selecteer hier 'New Team' en doorloop de wizard. Zorg ervoor dat je bij de laatste stap 802.3ad selecteert. Hieronder zie je de stappen van de wizard.

Stap 1:

Stap 2:

Stap 3:

Ten slotte stellen we de Asustor AS-604T in. Om dat te doen, ga je naar de webinterface van de NAS toe, waarna je op de 'Network'-pagina in het 'General'-tabblad de linkaggregatie instelt. Ook hier moet je bij de 'Aggregation Mode' kiezen voor 802.3ad.

Asustor AS-604T

Asustor AS-604T

LACP in de praktijk

Als je de onderdelen van de opstelling configureert zoals we op de vorige pagina hebben beschreven, heb je een compleet netwerk dat met elkaar verbonden is met een bandbreedte van 2 Gbps. We gebruiken voor deze test een MKV-bestand van ruim 13,5 gigabyte, dat we met behulp van TeraCopy kopiëren naar een gedeelde map van de NAS. De NAS houden we bij alle tests met twee kabels (en LACP ingeschakeld uiteraard) verbonden met de switch. We hebben alle tests meerdere keren uitgevoerd.
Het wordt al snel duidelijk dat we met een enkele computer geen enorm tot de verbeelding sprekende resultaten gaan halen in deze configuratie. Het maakt in deze opstelling eigenlijk niet uit of we de computer met één of met twee kabels aansluiten. We komen niet eens voorbij de maximale bandbreedte van een enkele gigabitpoort, laat staan van twee. Zo'n 50 MB/s is de maximale throughput die we hebben genoteerd.

Om te kijken of deze relatief lage score toe te schrijven is aan het testsyteem (en/of Windows), de switch of de NAS, hebben we het tweede testsysteem erbij gepakt. We kopiëren dan gelijktijdig het 13,5 GB grote bestand van en naar de NAS. Dan zien we dat de totale doorvoersnelheid tussen de switch en de NAS duidelijk doorschaalt. De systemen kunnen nog altijd gewoon met een enkele kabel aangesloten worden. De verschillen tussen half-duplex en full-duplex zijn verwaarloosbaar. We halen nu echter wel scores die richting de 100 MB/s gaan. Op zich al zeer respectabele doorvoersnelheden in de praktijk, maar nog altijd geen reden om te investeren in duurdere hardware die overweg kan met LACP.

Het begint dus inmiddels duidelijk te worden dat de testsystemen simpelweg niet veel meer dan zo’n 70 MB/s kunnen leveren via een enkele TCP-verbinding in onze configuratie. Metingen met onze IxChariot-testsoftware van Ixia leveren ook niet meer dan de standaardsnelheid bij enkele gigabitverbindingen: zo’n 940 Mbps.

Wij willen echter toch graag boven die gigabit uitkomen. Vandaar dat we ook hebben getest hoe snel we bestanden over kunnen zetten als we meerdere instanties van dezelfde file parallel overzetten, vanaf meerdere systemen. Dan zien we voor het eerst scores die boven de grens van 1 Gbps uitkomen. We halen dan scores tussen de 140 en 160 MB/s tussen de switch en de NAS. Dat lijkt er al een stuk meer op.


Het is uiteindelijk gelukt om een doorvoersnelheid tussen de switch en de NAS te bereiken die boven die van een gigabitaansluiting ligt. Als je de scores van alle schermpjes bij elkaar optelt (nog net af te lezen in het balkje onderaan), kom je net boven de 140 MB/s uit.

NB: na publicatie van dit artikel in Hardware.Info Magazine werden we er door een oplettende lezer op gewezen dat de Asustor die we gebruikt hebben tijdens onze tests niet echt uitblinkt als het gaat om de gezamenlijke doorvoer van de twee gigabitpoorten. Dat is op zich een terechte opmerking. Het ging ons bij deze test echter niet om een zo hoog mogelijke throughput, maar om het illustreren van het effect van LACP. Dat je met een andere combinatie van apparatuur wellicht ook van een enkel systeem en met een andere server/NAS met lacp ingeschakeld hogere scores kan behalen, geloven we meteen. Dat is echter niet waar het bij deze test om draait.  

Een sterke ruggengraat

Verder dan dit zijn we niet gegaan, dus we kunnen niet met zekerheid stellen dat de doorvoersnelheid nog verder toeneemt met meer dan twee testsystemen. We verwachten echter van wel. De switch kan het in ieder geval aan. We hebben met de IxChariot-software van Ixia een snelheid behaald van bijna 1900 Mbps als we twee testsystemen tegelijkertijd via de switch verbinden met een derde systeem.


De switch kan de maximale bandbreedte van twee gigabitpoorten prima aan, zoveel is duidelijk.

In onze testopstelling is het in ieder geval duidelijk dat LACP draait om de verbindingen tussen netwerkapparaten zoals NAS-apparaten en switches en niet zozeer om de pc’s in het netwerk. De verbindingen tussen switches en NAS-apparaten en switches onderling zijn de zogeheten backbone van het netwerk. Veel bandbreedte daar zorgt ervoor dat je ook in drukke netwerken niet snel tegen de limieten van fysieke aansluitingen aanloopt.

Op het eerste gezicht lijkt dat wellicht met name zinvol in zakelijke netwerken. Toch heeft het ook wel degelijk nut in een thuisnetwerk, met name als je een dubbele verbinding tussen een switch en een NAS legt. Als meerdere gebruikers in je thuisnetwerk tegelijkertijd verbinding maken met die NAS, dan weet je in ieder geval zeker dat er lekker veel bandbreedte beschikbaar is. Je kunt dan met meerdere gebruikers aan een hoge snelheid een bestand downloaden van de NAS of er juist naartoe schrijven, terwijl ook het automatisch downloaden van films en series gewoon door gaat en er ook nog een film gestreamd kan worden. Bij de switch scheiden de wegen van de verschillende activiteiten zich, dus tussen de switch en de clients voldoet een gigabit- of draadloze aansluiting dan prima.

Conclusie

In dit artikel heb je kunnen zien hoe je een netwerk instelt als je gebruik wilt maken van LACP. Het belangrijkste punt om te onthouden als je het wilt gaan doen, is dat de hardware die je ervoor gebruikt de standaard moet ondersteunen die je wilt gaan gebruiken. Verschillende standaarden door elkaar gebruiken werkt over het algemeen niet. Verder is het duidelijk geworden tijdens onze tests dat het samenvoegen van poorten met name nuttig is om de backbone van je netwerk een forse bandbreedte te geven. Dit is in eerste instantie interessant voor wat meer zakelijke netwerken, maar er zijn ook zeker scenario's te bedenken waarbij het nuttig is om dit ook in drukke thuisnetwerken te hebben. Het aantal ‘connected’ producten in en dus de potentiële belasting van het thuisnetwerk neemt verder ook alleen maar toe, dus ook dat maakt het verstevigen van de backbone op deze manier het overwegen waard, in ieder geval zolang betaalbare 10 Gbit-apparatuur uitblijft.

0
*