LACP چیست و چطور در شبکه‌های شرکتی راه‌اندازی می‌شود؟

LACP یکی از کلیدی‌ترین مفاهیم در شبکه‌های سازمانی است که برای افزایش ظرفیت لینک، افزایش پایداری و جلوگیری از قطعی‌ شبکه به کار می‌رود. هرچقدر اندازه شبکه بزرگ‌تر باشد، اهمیت استفاده از مکانیزم‌هایی مثل تجمیع لینک بیشتر می‌شود. در دنیای امروز که بیشتر سرویس‌ها، مراکز داده و شبکه‌های ابری بارهای سنگینی را جابه‌جا می‌کنند، LACP یکی از ساده‌ترین و در عین حال قابل‌اعتمادترین روش‌های افزایش پهنای باند در لایه دوم محسوب می‌شود. این پروتکل در بسیاری از سوئیچ‌های Enterprise از برندهایی مثل Cisco، Juniper، MikroTik، HP Aruba و سایر تولیدکنندگان شبکه پشتیبانی می‌شود و مسیر راه‌اندازی مشابهی دارد.

سیاری از سازمان‌ها هنگام طراحی زیرساخت خود از سوئیچ سیسکو استفاده می‌کنند. در چنین محیط‌هایی، مفاهیمی مثل LACP نقش بسیار مهمی دارند. در این مقاله به‌صورت کامل بررسی می‌کنیم که LACP چیست، چه مزایایی دارد، چطور کار می‌کند و چگونه می‌توان آن را در شبکه‌های شرکتی روی سوئیچ‌های مختلف پیکربندی کرد. همچنین نکات عملی، سناریوهای کاربردی، خطاهای رایج و بهترین‌ تمرین‌ها برای تنظیم آن را نیز توضیح می‌دهیم.

LACP چیست؟

LACP کوتاه‌شده Link Aggregation Control Protocol است. این پروتکل، بخشی از استاندارد IEEE 802.3ad بوده و وظیفه آن ایجاد و مدیریت Link Aggregation یا همان EtherChannel/Port-Channel است. زمانی که چند پورت فیزیکی کنار هم قرار می‌گیرند و یک پورت منطقی واحد تشکیل می‌دهند، عملاً پهنای باند کانال افزایش پیدا می‌کند و همچنین اگر یکی از لینک‌ها دچار مشکل شود، لینک‌های سالم به‌صورت خودکار دسترسی را حفظ می‌کنند.

LACP تعیین می‌کند که کدام لینک‌ها در گروه فعال باشند و اگر لینک ناسازگار، خاموش یا دچار خطا باشد، آن را به‌طور خودکار حذف می‌کند. این ساختار باعث می‌شود که شبکه در برابر خطاهای ناگهانی مقاوم‌تر شود و Stable Link Aggregation فراهم گردد.

چرا در شبکه‌های شرکتی از LACP استفاده می‌شود؟

در یک شبکه بزرگ، تکیه بر یک لینک واحد میان سوئیچ‌ها یا تجهیزات Server-side می‌تواند منجر به گلوگاه ترافیک شود. استفاده از LACP چند مزیت عملی مهم دارد:

1. افزایش پهنای باند برای ترافیک‌های سنگین سرویس‌ها
2. ایجاد Redundancy و جلوگیری از قطعی شبکه در صورت خرابی یکی از لینک‌ها
3. توزیع بار روی لینک‌ها برای عملکرد بهتر
4. افزایش ظرفیت بدون نیاز به خرید تجهیزات بسیار گران‌قیمت
5. نگه‌داشتن توپولوژی لایه دوم بدون نیاز به تغییرات پیچیده

به همین دلیل، LACP یکی از اولین انتخاب‌ها برای اتصال Core Switch به Distribution Layer، اتصال سوئیچ‌ها در ساختمان‌های بزرگ، اتصال سرورها به شبکه سازمانی و حتی لینک‌کردن تجهیزات ذخیره‌سازی SAN است.

LACP چگونه کار می‌کند؟

در LACP، چند پورت فیزیکی به یک پورت منطقی به نام Aggregated Interface یا EtherChannel تبدیل می‌شود. این مجموعه توسط فریم‌های LACPDU کنترل و مدیریت می‌شود. LACP ویژگی‌های زیر را کنترل می‌کند:

• بررسی وضعیت لینک قبل از فعال‌شدن
• نگهداری لینک‌های Active و Standby
• کنترل Negotiation بین سویچ‌ها
• تشخیص ناسازگاری‌ مثل Duplex mismatch
• قطع لینک‌های غیرهمسان برای جلوگیری از Loop

LACP روی پایه Active/Passive کار می‌کند. حالت Active فریم‌های LACP ارسال می‌کند و Passive تنها به درخواست طرف مقابل پاسخ می‌دهد. اگر هر دو طرف Passive باشند، LACPDU رد و بدل نمی‌شود و Port-channel تشکیل نمی‌گردد.

تفاوت LACP و Static EtherChannel

در شبکه دو نوع Aggregation داریم:

1. تجمیع استاتیک (بدون پروتکل)
2. تجمیع پویا با LACP

تجمیع استاتیک ساده‌تر است اما هیچ‌گونه بررسی و مدیریت لینک انجام نمی‌دهد. در مقابل، LACP لینک‌ها را کنترل می‌کند و در صورت وجود مشکل مانع از تشکیل EtherChannel می‌شود. همین موضوع باعث می‌شود بسیاری از سازمان‌ها از LACP استفاده کنند تا جلوی خطاهای رایج در لایه ۲ گرفته شود.

سناریوهای کاربرد LACP در شبکه‌های شرکتی

در شبکه‌های Enterprise، LACP کاربردهای زیادی دارد:

اتصال سوئیچ Core به Distribution و Access

لینک بین سوئیچ‌های لایه ۳ و لایه ۲ معمولاً پرحجم است و استفاده از یک لینک گیگابیتی جوابگو نیست. با LACP می‌توان چند لینک را تجمیع کرد.

اتصال سرورهای مجازی‌سازی مانند VMware ESXi

سرورها معمولاً چندین NIC دارند و با تجمیع آن‌ها می‌توان هم توان باعث افزایش سرعت شد و هم redundancy ایجاد کرد.

ارتباط تجهیزات ذخیره‌سازی

SAN/NAS در مراکز داده به پهنای باند بالایی نیاز دارند و LACP نقش کلیدی در این بین دارد.

ایجاد پایداری بالا برای Load Balancer و Firewall

تجهیزاتی مثل F5، Fortigate، Cisco ASA به‌خوبی از LACP پشتیبانی می‌کنند.

پیکربندی LACP روی سوئیچ سیسکو

هرچند مدل‌های مختلف سیسکو دستورات متفاوتی دارند، اما ساختار کلی مشابه است:

مرحله اول: انتخاب پورت‌ها

مثلاً پورت‌های ۱ تا ۴ را در یک گروه قرار می‌دهیم.

مرحله دوم: ساخت Port Channel

Switch(config)# interface range gi1/0/1 - 4
Switch(config-if-range)# channel-group 10 mode active
Switch(config)# interface port-channel 10
Switch(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q
Switch(config-if)# switchport mode trunk

در این مثال، LACP در حالت Active اجرا شده است.

پیکربندی LACP روی میکروتیک

در MikroTik تجمیع لینک با نام Bonding شناخته می‌شود:

/interface bonding
add name=bond1 slaves=ether1,ether2 mode=802.3ad

برای عملکرد صحیح باید هر دو طرف لینک روی LACP کانفیگ شوند و MTU در صورت نیاز هماهنگ باشد.

نکات مهم در طراحی LACP

• همه پورت‌ها باید ویژگی‌های مشابه داشته باشند: سرعت، Duplex، VLAN، MTU و ویژگی‌های دیگر باید در همه لینک‌ها یکسان باشند. هرگونه تفاوت باعث غیرفعال‌شدن لینک معیوب خواهد شد.
• هیچگاه دو لینک از مسیرهای مختلف با Delay متفاوت استفاده نکنید: اگر دو مسیر فیزیکی فاصله متفاوت داشته باشند، اختلاف تاخیر باعث مشکلات Load Balancing می‌شود.
• در لایه دو مراقب Loop باشید: LACP خودش از Loop جلوگیری می‌کند، اما اگر با پروتکل‌هایی مثل STP یا MSTP ترکیب شود باید طراحی منطقی رعایت شود.
• تنظیم نوع Load Balancing: در واقع Load-balance بسته به برند می‌تواند بر اساس MAC، IP، Layer 4 و حتی Hashهای پیشرفته‌تر باشد.

خطاهای رایج در LACP

در شبکه‌های شرکتی اغلب مشکلات زیر دیده می‌شود:

• تنظیم حالت Passive در هر دو سمت: در این حالت هیچ Port-Channel تشکیل نمی‌شود.
• تفاوت در VLAN یا Trunking: اگر یکی از لینک‌ها Access و دیگری Trunk باشد، LACP آن را Reject می‌کند.
• تفاوت در سرعت و Duplex: حتی یک پورت با کانفیگ غلط باعث Fail شدن کل Aggregation می‌شود.
• انتخاب پورت از کارت‌های فیزیکی متفاوت در سرورها: گاهی کارت‌های مختلف روی مادربرد Delay متفاوت دارند و در نتیجه Load balancing درست عمل نمی‌کند.

بررسی عملکرد و مانیتورینگ LACP

برای اطمینان از عملکرد صحیح LACP باید وضعیت پورت‌ها، مقدار بار، خطاهای MAC و Packet Drops بررسی شود.

روی سیسکو

show etherchannel summary
show lacp neighbor
show interface port-channel10

روی میکروتیک

/interface bonding monitor bond1

اطلاعاتی مثل میزان فعالیت هر لینک، مقدار Load، وضعیت Active/Inactive و خطاها باید دائماً کنترل شوند.

بهترین روش‌های راه‌اندازی LACP در شبکه‌های شرکتی

برای داشتن یک EtherChannel پایدار و بدون خطا، چند نکته بسیار مهم باید رعایت شود:

• از پورت‌های فیزیکی مشابه روی هر دو سوئیچ استفاده کنید
• تعداد لینک‌ها زوج انتخاب شود
• از کانفیگ یکسان روی طرف مقابل مطمئن شوید
• وضعیت STP را بررسی کنید
• در سرورها تیمینگ را با مستندات Hypervisor هماهنگ کنید
• Load balancing متناسب با نوع ترافیک انتخاب شود
• در شبکه‌های پرحجم از کابل و ماژول استاندارد استفاده کنید

این موارد باعث می‌شود LACP به‌صورت پایدار در محیط‌های Enterprise کار کند.

مقایسه LACP با روش‌های دیگر تجمیع لینک

سه روش اصلی برای افزایش ظرفیت در شبکه وجود دارد:

1. افزایش ظرفیت با ارتقا به 10G یا 40G: این روش از نظر هزینه گران‌تر است و نیازمند تعویض بسیاری از تجهیزات است.
2. استفاده از MPLS Link Aggregation: این روش مخصوص شبکه‌های ISP و بزرگ است و پیچیدگی بالایی دارد.
3. استفاده از LACP: راه‌حل ساده، ارزان و قابل‌اتکا برای شبکه‌های سازمانی.

در نتیجه LACP برای ۹۰ درصد شبکه‌های شرکتی بهترین انتخاب به حساب می‌آید.

یک سناریوی واقعی از استفاده LACP در سازمان

فرض کنید در یک شرکت، حجم ترافیک بین سرورهای دیتاسنتر و واحدهای کاری بسیار زیاد است. یک سوئیچ Core در طبقه سرورخانه قرار دارد و چند سوئیچ Access در طبقات مختلف ساختمان. اگر تنها یک لینک گیگابیت بین هر Access و Core باشد، در ساعات پیک ترافیک شاهد افزایش Latency و Packet Loss خواهید بود.

با فعال‌کردن LACP و تجمیع چهار لینک گیگابیت، پهنای باند تا ۴Gbps افزایش پیدا می‌کند و ترافیک بین کاربران و سرورها به‌صورت روان منتقل می‌شود. همچنین اگر یکی از لینک‌ها قطع شود، شبکه دچار اختلال نخواهد شد. این یکی از مهم‌ترین دلایل کاربرد LACP در شبکه‌هایی است که واحدهای زیادی به منابع مشترک نیاز دارند.

جمع‌بندی

LACP یکی از مهم‌ترین استانداردهای شبکه برای افزایش پهنای باند و ایجاد پایداری در ارتباطات لایه دوم است. این پروتکل امکان می‌دهد که چند لینک فیزیکی کنار هم قرار بگیرند و یک لینک منطقی با ظرفیت بیشتر و پایداری بهتر تشکیل دهند. در شبکه‌های شرکتی که حجم ترافیک بالا است و وجود قطع‌شدن لینک می‌تواند مشکلات جدی ایجاد کند، LACP ساده‌ترین و بهترین راه‌حل محسوب می‌شود.

در این مقاله بررسی کردیم LACP چیست، چگونه کار می‌کند، چه مزایایی دارد، چطور باید در سوئیچ‌های Cisco و MikroTik راه‌اندازی شود، چه خطاهای رایجی دارد و چگونه می‌توان عملکرد آن را مانیتور کرد. رعایت جزئیات کوچک در هنگام پیاده‌سازی باعث جلوگیری از قطع لینک و ناپایداری شبکه خواهد شد.