シナプスの技術部ネットワーク課の福山と申します。

CiscoスイッチでEtherChannelを使用し、複数の物理ポートを束ねて1つの論理ポートとして扱うことができます。実際に送信されるポートはEtherChannelのロードバランス方式に基づいて負荷分散されますが、今回、どの物理ポートから出力されるか確認できるコマンドがあったので、試しにテストしてみました。 ※実際に使えるコマンドはIOSにより異なります。

検証環境
負荷分散テストコマンド
ロードバランス方式 src-mac でテスト
- 現在のロードバランス方式の確認
- 送信元IPと宛先IPを変更してテスト
ロードバランス方式 src-dst-ip でテスト
送信元IPと宛先IPを100回変更してテスト
- 4つの物理ポートでEtherChannelを組んだ場合
- 3つの物理ポートでEtherChannelを組んだ場合
まとめ

検証環境

WS-C3850-12XS IOS XE 16.6.5

Te1/0/1, Te1/0/2, Te1/0/3, Te1/0/4でEtherChannelを構成

f:id:chamesan:20200812153717p:plain

負荷分散テストコマンド

EtherChannelの構成において、どの物理インターフェースからパケットが送信されるかを確認するコマンドは、下記となります。

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.1 192.168.2.1

「switch」の後に入力する引数の確認方法

#show platform software fed switch ?
  <1-9>    Switch number
  active   Active instance
  standby  Standby instance

#show switch
Switch/Stack Mac Address : 1234.5678.9abc - Local Mac Address
Mac persistency wait time: Indefinite
                                             H/W   Current
Switch#   Role    Mac Address     Priority Version  State
-------------------------------------------------------------------------------------
*1       Active   1234.5678.9abc     1      V03     Ready

「Switch」の「1」、もしくは「Role」の「active」

「etherchannel」の後に入力する引数の確認方法

#show platform software fed switch active etherchannel ?
  <1-128>  Etherchannel group number

#show etherchannel summary
Flags:  D - down        P - bundled in port-channel
        I - stand-alone s - suspended
        H - Hot-standby (LACP only)
        R - Layer3      S - Layer2
        U - in use      f - failed to allocate aggregator

        M - not in use, minimum links not met
        u - unsuitable for bundling
        w - waiting to be aggregated
        d - default port

        A - formed by Auto LAG


Number of channel-groups in use: 1
Number of aggregators:           1

Group  Port-channel  Protocol    Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1      Po1(SU)          -        Te1/0/1(P)  Te1/0/2(P)  Te1/0/3(P)
                                 Te1/0/4(P)

channel-group番号の「1」

テスト条件の入力内容

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ?
  extended  Extended Load Balance Methods
  ip        Input Src/Dest IP addresses
  mac       Input Src/Dest MAC addresses
  port      Input Src/Dest port

送信元IP：192.168.1.1, 宛先IP：192.168.2.1

ロードバランス方式 src-mac でテスト

今回は送信元IPと宛先IPを変更してテストしてみます。検証環境のデフォルトのロードバランス方式は src-mac(送信元MACアドレスに基づいてトラフィックを分散)です。そのため、送信元IPや宛先IPがかわっても分散されません。

現在のロードバランス方式の確認

#show etherchannel load-balance
EtherChannel Load-Balancing Configuration:
        src-mac

EtherChannel Load-Balancing Addresses Used Per-Protocol:
Non-IP: Source MAC address
  IPv4: Source MAC address
  IPv6: Source MAC address

送信元IPと宛先IPを変更してテスト

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.1 192.168.2.1
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.2 192.168.2.2
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.3 192.168.2.3
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.4 192.168.2.4
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.5 192.168.2.5
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.6 192.168.2.6
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.7 192.168.2.7
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.8 192.168.2.8
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.9 192.168.2.9
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.10 192.168.2.10
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

全て Te1/0/1から出力されている

ロードバランス方式 src-dst-ip でテスト

ロードバランス方式を src-dst-ip(送信元と宛先IPアドレスに基づいてトラフィックを分散) に変更して試してみると、分散されているのがわかります。

変更可能なロードバランス方式の確認

(config)#port-channel load-balance ?
  dst-ip                 Dst IP Addr
  dst-mac                Dst Mac Addr
  dst-mixed-ip-port      Dst IP Addr and TCP/UDP Port
  dst-port               Dst TCP/UDP Port
  extended               Extended Load Balance Methods
  src-dst-ip             Src XOR Dst IP Addr
  src-dst-mac            Src XOR Dst Mac Addr
  src-dst-mixed-ip-port  Src XOR Dst IP Addr and TCP/UDP Port
  src-dst-port           Src XOR Dst TCP/UDP Port
  src-ip                 Src IP Addr
  src-mac                Src Mac Addr
  src-mixed-ip-port      Src IP Addr and TCP/UDP Port
  src-port               Src TCP/UDP Port

ロードバランス方式を src-dst-ipに変更

(config)#port-channel load-balance src-dst-ip

確認

#show etherchannel load-balance
EtherChannel Load-Balancing Configuration:
        src-dst-ip

EtherChannel Load-Balancing Addresses Used Per-Protocol:
Non-IP: Source XOR Destination MAC address
  IPv4: Source XOR Destination IP address
  IPv6: Source XOR Destination IP address

送信元IPと宛先IPを変更してテスト

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.1 192.168.2.1
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.2 192.168.2.2
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/3

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.3 192.168.2.3
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/4

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.4 192.168.2.4
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/4

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.5 192.168.2.5
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/3

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.6 192.168.2.6
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.7 192.168.2.7
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/2

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.8 192.168.2.8
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/1

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.9 192.168.2.9
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/2

#show platform software fed switch 1 etherchannel 1 load-balance ip 192.168.1.10 192.168.2.10
Dest Port: : TenGigabitEthernet1/0/4

送信元IPと宛先IPを100回変更してテスト

ロードバランス方式は src-dst-ipで、送信元IPと宛先IPを100回変更してテストしてみました。

4つの物理ポートでEtherChannelを組んだ場合

結構均等に分散されているようです。

出力されるポート	送信元IPのみ変更	宛先IPのみ変更	送信元IPと宛先IPを変更
Te1/0/1	25	24	25
Te1/0/2	24	25	25
Te1/0/3	25	25	26
Te1/0/4	26	26	24

3つの物理ポートでEtherChannelを組んだ場合

今度は3つの物理ポートでEtherChannelを組んでテストしてみました。結果としては4つの時よりも分散にばらつきがあるようです。

出力されるポート	送信元IPのみ変更	宛先IPのみ変更	送信元IPと宛先IPを変更
Te1/0/1	32	32	31
Te1/0/2	35	35	37
Te1/0/3	33	33	32

まとめ

あくまでもテスト用のコマンドですが、ロードバランス方式やEtherChannelを組む数でどのように負荷分散するか確認できたのはおもしろかったです。

実際には各物理ポートのトラフィックを監視して、適切なロードバランス方式を選択する必要があると思います。

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EtherChannelの負荷分散を調べてみました

検証環境

負荷分散テストコマンド

「switch」の後に入力する引数の確認方法

「etherchannel」の後に入力する引数の確認方法

テスト条件の入力内容

ロードバランス方式 src-mac でテスト

現在のロードバランス方式の確認

送信元IPと宛先IPを変更してテスト

ロードバランス方式 src-dst-ip でテスト

変更可能なロードバランス方式の確認

ロードバランス方式を src-dst-ipに変更

送信元IPと宛先IPを変更してテスト

送信元IPと宛先IPを100回変更してテスト

4つの物理ポートでEtherChannelを組んだ場合

3つの物理ポートでEtherChannelを組んだ場合

まとめ