Switch Stack, MLAG ve vPC: Çekirdek Yedeklilik Seçenekleri

Çekirdeğe iki switch koymak yedeklilik demek değildir; o iki switch’in erişim katmanına nasıl göründüğü sonucu belirler. Yanlış seçimde ya yarım kapasite STP tarafından bloklanır ya da bir yazılım güncellemesi bütün binayı karartır. Aşağıda iki cihaza yayılan port-channel’ı mümkün kılan üç yaklaşımı (stack, MLAG ve Cisco vPC) kontrol düzlemi farkı üzerinden karşılaştırıyor; split-brain senaryolarını, güncelleme kesintisini ve seçim kriterlerini sahadaki karşılıklarıyla ele alıyoruz.

Cihaz yedekliliğinde hedef: STP’siz aktif-aktif uplink

Klasik tasarımda erişim switch’i iki ayrı dağıtım switch’ine iki uplink ile bağlanır, STP bunlardan birini bloklar. Kapasitenin yarısı boşta bekler, arıza anında yakınsama STP’ye kalır; root ve ağ geçidi yerleşimini de VLAN ve routing tasarımında her VLAN için ayrı ayrı planlamanız gerekir.

Hedef, erişim switch’inin iki dağıtım cihazına giden uplink’lerini tek bir LACP port-channel’ı olarak görmesidir. Erişim switch’i karşısında tek bir LACP sistem kimliği görür; port-channel’ın iki üyesi farklı fiziksel kasalarda sonlanır. Sonuç:

• İki uplink de trafik taşır, STP hiçbir portu bloklamaz.
• Bir dağıtım cihazı düştüğünde port-channel bir üyesini kaybeder; STP yeniden hesaplama yapmaz.
• Root ve ağ geçidi hizalama sorunu büyük ölçüde ortadan kalkar.

Bu sonucu üç mimari verir. Aralarındaki temel fark, iki cihazın tek bir kontrol düzlemi mi yoksa iki ayrı kontrol düzlemi mi çalıştırdığıdır. Port-channel’ın kendisinin nasıl kurulduğu LACP ve EtherChannel yapılandırma rehberinde anlatılıyor.

Stack: tek kontrol düzlemi, avantaj ve sınırlar

Stack’te birden çok fiziksel switch tek bir mantıksal switch gibi çalışır. Bir üye active (bazı üreticilerde master) rolündedir ve bütün kontrol düzlemi işlevlerini (STP, LACP, routing protokolleri, yönetim) yürütür; bir üye standby olarak durumu senkronize tutar. Tek yapılandırma dosyası, tek yönetim IP’si, tek cihaz gibi izleme.

İki biçimi var:

• Arka panel stack’i: Erişim switch’lerinde yaygındır (Cisco StackWise ailesi gibi). Özel stack kablolarıyla halka şeklinde bağlanır; üyeler genellikle aynı kabinde veya yakın kabinlerde durur.
• Ethernet üzerinden sanal stack: Çekirdek ve dağıtım sınıfı cihazlarda iki kasa normal yüksek hızlı portlar üzerinden tek mantıksal switch’e dönüştürülür. Cisco’da bu yaklaşım eski platformlarda VSS, Catalyst 9000 ailesinde StackWise Virtual adını taşır. İki kasa farklı odalarda olabilir.

Avantajı belli: işletme basittir, port-channel’ın iki üyeyi kapsaması özel yapılandırma istemez, L3 tarafında tek router vardır ve HSRP/VRRP gerekmez. Sınırlama da aynı yerden gelir. Kontrol düzlemi tektir. Bir yazılım hatası veya hatalı bir yapılandırma değişikliği tüm üyeleri aynı anda etkiler; yazılım güncellemesi de genellikle tüm stack’in birlikte yeniden başlatılmasını gerektirir.

Tek beyin, tek arıza alanı.

MLAG ve vPC: ayrık kontrol düzlemi

MLAG (Multi-Chassis Link Aggregation) yaklaşımında iki switch bağımsız cihaz olarak kalır: her birinin kendi yapılandırması, kendi kontrol düzlemi ve kendi yönetim adresi vardır. İki cihaz bir peer-link üzerinden MAC tablosu, ARP/ND bilgisi ve port-channel durumu gibi verileri senkronize eder ve aşağı yöndeki cihaza ortak bir LACP sistem kimliği sunar.

MLAG bir IEEE standardı değildir; her üretici kendi uygulamasını farklı adla sunar. Cisco Nexus ailesinde vPC (virtual Port Channel), diğer üreticilerde MLAG, MC-LAG, VSX veya VLT gibi adlar kullanılır. Kavramlar benzer, davranış ayrıntıları (peer-link arızasında hangi tarafın portlarını askıya aldığı, tutarlılık denetimleri, L3 davranışı) üreticiye göre değişir. İki eş aynı üreticiden ve uyumlu yazılım sürümlerinden olmalıdır.

Cisco Nexus’ta temel bir vPC yapılandırması şöyledir:

feature lacp
feature vpc
!
vpc domain 10
  role priority 100
  peer-keepalive destination 192.168.255.2 source 192.168.255.1 vrf management
  peer-gateway
  auto-recovery
!
interface port-channel1
  description vPC-PEER-LINK
  switchport mode trunk
  vpc peer-link
!
interface port-channel20
  description ACCESS-SW-B2K1
  switchport mode trunk
  vpc 20
!
interface Ethernet1/20
  channel-group 20 mode active

İki Nexus’ta da vpc 20 numarası aynı olmalıdır; vPC iki kasadaki port-channel’ları bu numara üzerinden eşler. Tutarlılık denetimlerini show vpc consistency-parameters ile izleyin; Type 1 parametrelerdeki bir uyumsuzluk ilgili vPC’nin askıya alınmasına yol açabilir. Sahada en sık gördüğümüz sebep, değişikliğin yalnız bir eşte yapılıp diğerinde unutulmasıdır.

Peer-link, keepalive ve split-brain senaryoları

Ayrık kontrol düzlemli mimaride asıl tasarım sorusu, iki cihaz birbirini kaybettiğinde ne olacağıdır. Bu soruyu iki ayrı bağlantı yanıtlar:

• Peer-link: Durum senkronizasyonunu ve gerektiğinde veri trafiğini taşır. En az iki üyeli bir port-channel olarak, mümkünse farklı modüllerdeki portlarla kurulmalıdır.
• Peer-keepalive: Yalnız “karşı cihaz hayatta mı?” sorusunu yanıtlar. Peer-link’ten bağımsız bir yoldan, tipik olarak yönetim portu veya ayrı bir L3 bağlantı üzerinden geçmelidir.

Stack tarafındaki eşdeğer risk dual-active durumudur: sanal stack bağlantısı koptuğunda iki kasa da aynı yapılandırma ve aynı IP adresleriyle aktif kalabilir. Cisco StackWise Virtual bunu, bu iş için ayrılmış bir dual-active algılama (DAD) bağlantısı veya erişim switch’leriyle kurulan port-channel’lar üzerinden ePAgP ile tespit eder ve bir kasayı recovery moduna alarak portlarını kapatır. DAD yapılandırılmadan sanal stack üretime alınmaz.

Çift aktif çekirdek, çekirdek yokluğundan kötüdür.

Yazılım güncellemesinde kesinti farkları

Mimariler arasındaki en somut operasyonel fark, güncelleme gecesi ortaya çıkar:

• Arka panel stack’i: Çoğu platformda güncelleme tüm üyelerin birlikte yeniden başlatılmasıyla tamamlanır. Bu sürede stack’e bağlı bütün erişim kesilir. Bazı platformlar kesintiyi kısaltan hızlı yeniden başlatma veya sıralı güncelleme yöntemleri sunar; desteklenip desteklenmediğini sürüm notlarından doğrulayın.
• Sanal stack (StackWise Virtual, VSS): Kontrol düzlemi tek olsa da iki kasanın sırayla yeniden başlatıldığı güncelleme yöntemleri vardır; desteği platforma ve sürüme bağlıdır.
• MLAG/vPC: Cihazlar bağımsız olduğu için biri güncellenirken diğeri tüm port-channel’ları tek bacak üzerinden taşır. Erişim switch’leri yalnız bant genişliği kaybeder. Geçiş süresince iki eşin farklı sürümlerde çalışmasının desteklendiğini üreticinin uyumluluk belgesinden kontrol edin.

Güncelleme sıklığı ve kabul edilebilir kesinti penceresi kurum politikasıyla belirlenir; sürecin kendisi firmware güncelleme politikası yazısında anlatılıyor.

Karşılaştırma tablosu

Ölçek ve bütçeye göre seçim kriterleri

Karar verirken şu soruları sırayla yanıtlayın:

1. Planlı bakım için kesinti penceresi var mı? Gece veya hafta sonu birkaç dakikalık kesinti kabul ediliyorsa stack veya sanal stack yeterlidir. Kesinti toleransı çok düşükse (üretim, hastane, 7/24 operasyon) kurumsal ağ altyapısında MLAG/vPC ağırlık kazanır.
2. Ekip kaç cihaz yönetebilir? Küçük bir BT ekibi için tek yapılandırma dosyası büyük kolaylıktır. MLAG’de iki cihazın yapılandırmasını sürekli tutarlı tutmak disiplin ve tercihen otomasyon ister.
3. Cihazlar nerede duracak? İki çekirdek cihazı farklı sistem odalarına koymak fiziksel yedeklilik sağlar; bu durumda arka panel stack’i uygun değildir.
4. L3 tasarımı nerede? Çekirdek aynı zamanda VLAN’lar arası yönlendirme yapıyorsa stack’te tek ağ geçidi vardır; MLAG’de her VLAN için ağ geçidi yedekliliği ayrıca kurulur. Ayrıntılar inter-VLAN routing yazısında.
5. Erişim katmanında ne var? Erişim switch’leri genellikle stack olarak kalır; MLAG/vPC çoğunlukla dağıtım ve çekirdek katmanında anlam kazanır.

Hangi katmanda kaç cihaz olacağı sorusu bu karardan önce gelir; üç katmanlı ve collapsed core mimari karşılaştırması bu adımı ele alıyor. Üç mimaride de STP açık kalır; guard ayarları için STP, RSTP ve MSTP rehberine bakın. Platforma özgü davranışlarda üreticinin güncel yapılandırma kılavuzu esastır; Cisco belgelerine Cisco destek portalından ulaşabilirsiniz.

Mevcut çekirdeğin yedeklilik modelini ve büyüme planına uygunluğunu birlikte değerlendirmek için kurumsal network danışmanlığı sayfamıza göz atın.

Sık sorulan sorular

Stack kablosu koparsa ne olur?

Halka (ring) şeklinde kablolanmış stack’te tek kablo kopması stack’i bölmez; trafik halkanın diğer yönünden devam eder, yalnız stack bant genişliği düşer. İki noktadan kopma stack’i ikiye böler; dual-active algılama yoksa iki parça aynı yapılandırmayla aktif kalabilir.

vPC’de peer-link ve keepalive aynı kablodan geçebilir mi?

Geçmemeli. Keepalive’ın işi, peer-link koptuğunda karşı cihazın hâlâ çalışıp çalışmadığını ayırt etmektir. İkisi aynı fiziksel yoldan geçerse tek arıza ikisini birden keser ve split-brain riski doğar. Keepalive genellikle yönetim portu veya ayrı bir L3 bağlantı üzerinden taşınır.

Küçük bir kampüste MLAG’e gerek var mı?

Tek binalı, birkaç erişim switch’li bir yapıda iki üyeli stack çoğu zaman yeterlidir ve işletmesi daha basittir. MLAG’in getirisi cihazların bağımsız güncellenebilmesi ve tek yazılım hatasının iki cihazı birden düşürmemesidir; bu ihtiyaç kesinti toleransı düşük ortamlarda öne çıkar.

vPC’de peer-gateway neden kullanılır?

Bazı cihazlar (örneğin bazı NAS ve yük dengeleyiciler) yanıtı HSRP/VRRP sanal MAC’ine değil, gelen paketin kaynak router MAC’ine gönderir. Bu paket diğer vPC eşine düşerse peer-link üzerinden taşınması gerekir ve vPC kuralları gereği düşürülebilir. peer-gateway, her eşin karşı tarafın router MAC’ine gelen paketleri de yerel olarak yönlendirmesini sağlar ve sorunu ortadan kaldırır.