piątek, 2024-02-23

Bonding

Bonding w kontekście sieci, znany również jako „łączenie łączy” (ang. link aggregation), odnosi się do techniki łączenia wielu fizycznych interfejsów sieciowych w jedno logiczne połączenie. Celem tego jest zwiększenie przepustowości połączenia oraz zapewnienie redundancji i niezawodności. Agregacja łączy wymaga odpowiedniej konfiguracji zarówno na poziomie sprzętu, jak i oprogramowania. W przypadku jego stosowania urządzenia sieciowe, takie jak przełączniki i routery, muszą wspierać bonding, a także właściwej konfiguracji odpowiedniego oprogramowania lub systemu operacyjnego. Bonding jest szeroko stosowany w środowiskach korporacyjnych i centrach danych, gdzie wysoka przepustowość i niezawodność są kluczowe dla utrzymania ciągłości działania usług i aplikacji.

Zastosowania

Bonding jest szczególnie przydatny w środowiskach, gdzie wymagania dotyczące przepustowości i niezawodności są wysokie, a czas przestoju może powodować znaczące problemy operacyjne lub finansowe.

Zwiększenie przepustowości

W środowiskach, gdzie wysoka przepustowość jest krytyczna, takich jak serwerownie, centra danych lub w sieciach korporacyjnych, bonding pozwala na połączenie wielu fizycznych połączeń sieciowych w jedno logiczne połączenie, znacząco zwiększając dostępną przepustowość.

Redundancja połączenia

W krytycznych dla biznesu aplikacjach, gdzie czas przestoju może mieć poważne konsekwencje, bonding zapewnia redundancję. Jeśli jedno z połączeń zawiedzie, ruch jest automatycznie przekierowywany na pozostałe aktywne połączenia, zapewniając ciągłość działania usług.

Równoważenie obciążenia

Bonding umożliwia rozkładanie ruchu sieciowego na kilka połączeń, co może pomóc w bardziej efektywnym wykorzystaniu zasobów sieciowych i zmniejszeniu ryzyka przeciążenia pojedynczego połączenia.

Sieci o wysokiej gęstości ruchu

W miejscach, gdzie występuje duży ruch sieciowy, jak na przykład w dużych korporacjach, uniwersytetach czy dostawcach usług internetowych, bonding pomaga zarządzać dużymi ilościami danych przesyłanych przez sieć.

Backup i odzyskiwanie danych

W środowiskach, gdzie regularnie przesyłane są duże ilości danych (np. backup danych), bonding może zwiększyć szybkość transmisji, skracając czas potrzebny na przesłanie danych.

Strumieniowanie multimediów i gry online

W aplikacjach wymagających wysokiej przepustowości i niskiego opóźnienia, jak strumieniowanie wideo w jakości HD/4K lub gry online, bonding może zapewnić stabilniejsze i szybsze połączenie.

Sieci bezprzewodowe

W niektórych scenariuszach bonding może być stosowany także w sieciach bezprzewodowych, aby zwiększyć przepustowość i redundancję połączeń Wi-Fi.

Tryby działania

Bonding może działać w różnych trybach, które określają, w jaki sposób dane są rozdzielane i przesyłane przez połączone interfejsy. Typowe tryby to:

• Round-robin – dane są równomiernie rozdzielane między interfejsy.
• Active-backup – jeden interfejs jest aktywny, a pozostałe są zapasowe. W przypadku awarii aktywnego interfejsu ruch jest przekierowywany na zapasowy.
• IEEE 802.3ad (LACP) – dynamiczne agregowanie łączy, gdzie decyzje o przesyłaniu ruchu są podejmowane na podstawie negocjacji między urządzeniami.

Gdzie można stosować bounding?

Bonding może być stosowany zarówno w przypadku łączy przewodowych, jak i bezprzewodowych, ale sposób jego implementacji może się różnić w zależności od rodzaju łącza i dostępnego oprogramowania lub sprzętu. Nie wszystkie rodzaje połączeń lub urządzenia obsługują bonding w takim samym stopniu, a niektóre mogą wymagać specjalnego oprogramowania lub konfiguracji.

Agregacja łączy jest powszechnie stosowana w połączeniach Ethernetowych, zarówno w celu zwiększenia przepustowości, jak i zapewnienia redundancji. W przypadku przewodowych połączeń Ethernet agregowane łącza mogą być tworzone między interfejsami sieciowymi na różnych urządzeniach, takich jak serwery, przełączniki lub routery. Chociaż nie jest to tak powszechne, jak w przypadku Ethernetu, bonding można również stosować w bezprzewodowych połączeniach Wi-Fi. Na przykład w niektórych przypadkach można łączyć się z wieloma sieciami Wi-Fi jednocześnie i scalać je w jedeno lpgiczne łącze w celu zwiększenia przepustowości lub zapewnienia większej niezawodności.

Technika to może być również stosowana w przypadku połączeń PPP (Point-to-Point Protocol), które są często używane w technologiach szerokopasmowych, takich jak DSL (Digital Subscriber Line) lub szerokopasmowe łącza mobilne. W połączeniach PPP, logiczne połączenia mogą być tworzone między interfejsami PPP, aby zwiększyć przepustowość lub zapewnić redundancję. Bonding może być stosowany w różnych innych rodzajach połączeń sieciowych, w zależności od potrzeb i dostępności technologii.

Standardy

Standardy związane z agregacją łączy są fundamentalne dla zapewnienia spójności i interoperacyjności w różnych urządzeniach sieciowych.

• IEEE 802.3ad (LACP - Link Aggregation Control Protocol, rok 2000) – jeden z najważniejszych standardów dla bondingu. LACP umożliwia automatyczne konfigurowanie i zarządzanie łączeniem wielu fizycznych połączeń sieciowych w jedno logiczne połączenie. Dzięki LACP urządzenia mogą negocjować parametry takie jak prędkość i duplex, co pomaga w zapewnieniu prawidłowej konfiguracji i wydajnego wykorzystania łączy.
• IEEE 802.1AX (rok 2006)Jest to nowsza wersja standardu IEEE 802.3ad, który rozszerza i ulepsza oryginalne funkcje LACP. IEEE 802.1AX jest bardziej wszechstronny i obsługuje zaawansowane funkcje, takie jak dynamiczne zarządzanie ruchem i lepsze mechanizmy równoważenia obciążenia.

Zastrzeżone rozwiązania

Alternatywą dla ogólnych standardów są rozwiązania oferowane przez różne firmy.

• Cisco EtherChannel – technologia stosowana w przełącznikach Cisco, która umożliwia łączenie wielu portów fizycznych w jeden logiczny interfejs EtherChannel. Jest to popularne rozwiązanie w środowiskach opartych na sprzęcie Cisco.
• Hewlett Packard Enterprise (HPE) Dynamic Link Aggregation – rozwiązanie nazwane Dynamic Link Aggregation umożliwia łączenie multiplekserów w celu zwiększenia przepustowości i niezawodności.
• Juniper Networks LAG (Link Aggregation Group) – w sprzęcie Juniper Networks stosuje się technologię LAG, która pozwala na łączenie wielu interfejsów fizycznych w jedną logiczną grupę w celu zwiększenia przepustowości.
• Dell EMC Link Aggregation Control Protocol (LACP) – oferuje rozwiązanie oparte na protokole LACP, które umożliwia łączenie portów Ethernet w logiczne grupy w celu zwiększenia przepustowości i niezawodności.
• Extreme Networks Link Aggregation Protocol (LACP) – Extreme Networks oferuje swoje rozwiązanie oparte na protokole LACP, które umożliwia agregację połączeń Ethernet w celu zwiększenia przepustowości i zapewnienia redundancji.

Bounding w popularnych systemach operacyjnych

Większość popularnych systemów operacyjnych oferuje wsparcie dla agregacji łączy interfejsów sieciowych, jednak nazwy, mechanizmy konfiguracji i narzędzia mogą się różnić w zależności od systemu. Warto sięgnąć do dokumentacji lub materiałów pomocy odpowiedniego systemu operacyjnego w celu uzyskania szczegółowych informacji na ten temat.

Linux

• W Linuxie bonding jest obsługiwany przez moduł jądra o nazwie "bonding". Konfiguracja odbywa się zazwyczaj poprzez pliki w katalogu /etc/sysconfig/network-scripts/ lub /etc/network/interfaces.
• Do dodawania interfejsów oraz zarządzania nimi służy narzędzie ifenslave.

Windows

• W systemach Windows bonding jest znany jako "NIC Teaming" (Team Interface). Jest to funkcja wbudowana w niektóre edycje systemu Windows Server, takie jak Windows Server 2012, Windows Server 2016, Windows Server 2019 itp.
• W systemach desktopowych Windows (np. Windows 10), funkcja ta może być dostępna w wyższych edycjach, takich jak Windows 10 Pro, Enterprise, czy Education.

System macOS

• macOS oferuje wbudowane wsparcie dla agregacji łączy pod nazwą "Link Aggregation (802.3ad)".
• Konfiguracja w systemie macOS odbywa się zazwyczaj poprzez ustawienia sieci w preferencjach systemowych.

FreeBSD

• W FreeBSD bonding jest obsługiwany przez interfejs jądra o nazwie "ng_bond".
• Konfiguracja na FreeBSD może być przeprowadzana przy użyciu narzędzi takich jak ifconfig, netstat lub plików konfiguracyjnych.