Capitulo 4 EtherChannel y HSRP

Modulo 3
Capitulo 4

EtherChannel y HSRP.

     En este capítulo, se describen EtherChannel y los métodos que se usan para crear un EtherChannel. Un EtherChannel se puede configurar de forma manual o se puede negociar mediante el protocolo de agregación de puertos (PAgP), exclusivo de Cisco, o el protocolo de control de agregación de enlaces (LACP), definido en IEEE 802.3ad. Se analizan la configuración, la verificación y la solución de problemas de EtherChannel.

    Los dispositivos redundantes, como los routers o los switches multicapa, proporcionan la capacidad de que un cliente utilice un gateway predeterminado alternativo en caso de que falle el gateway predeterminado principal. Es posible que ahora un cliente posea varias rutas a más de un gateway predeterminado. Los protocolos de redundancia de primer salto se utilizan para administrar múltiples dispositivos de capa 3 que sirven como un gateway predeterminado o gateway predeterminado alternativo, e influyen en la dirección IP que se asignó a un cliente como gateway predeterminado.

     En este capítulo, se hace hincapié en el funcionamiento y la configuración del protocolo HSRP (Hot Standby Router Protocol, protocolo de router de reserva activa), un protocolo de redundancia de primer salto, y se analizan algunos de los posibles problemas de redundancia junto con sus síntomas.

Introducción a la agregación de enlaces

     En la figura, el tráfico proveniente de varios enlaces (normalmente, 100 Mb/s o 1000 Mb/s) se agrega en el switch de acceso y se debe enviar a los switches de distribución. Debido a la agregación de tráfico, debe haber enlaces con un ancho de banda superior entre los switches de acceso y de distribución.

     Tal vez sea posible usar enlaces más rápidos (por ejemplo, de 10 Gb/s) en el enlace agregado entre los switches de capa de acceso y de distribución. Sin embargo, agregar enlaces más rápidos es costoso. Además, como la velocidad aumenta en los enlaces de acceso, ni siquiera el puerto más rápido posible en el enlace agregado es lo suficientemente rápido para agregar el tráfico proveniente de todos los enlaces de acceso.

     También es posible combinar la cantidad de enlaces físicos entre los switches para aumentar la velocidad general de la comunicación switch a switch. Sin embargo, de manera predetermina, STP está habilitado en los dispositivos de capa 2, como los switches. STP bloquea los enlaces redundantes para evitar los bucles de routing.

     Por estos motivos, la mejor solución es implementar una configuración de EtherChannel.

Ventajas de EtherChanne

     En los inicios, Cisco desarrolló la tecnología EtherChannel como una técnica switch a switch LAN para agrupar varios puertos Fast Ethernet o gigabit Ethernet en un único canal lógico. Cuando se configura un EtherChannel, la interfaz virtual resultante se denomina “canal de puertos”. Las interfaces físicas se agrupan en una interfaz de canal de puertos.

La tecnología EtherChannel tiene muchas ventajas:

• La mayoría de las tareas de configuración se pueden realizar en la interfaz EtherChannel en lugar de en cada puerto individual, lo que asegura la coherencia de configuración en todos los enlaces.

• EtherChannel depende de los puertos de switch existentes. No es necesario actualizar el enlace a una conexión más rápida y más costosa para tener más ancho de banda.

• El equilibrio de carga ocurre entre los enlaces que forman parte del mismo EtherChannel. Según la plataforma de hardware, se pueden implementar uno o más métodos de equilibrio de carga. Estos métodos incluyen equilibrio de carga de la MAC de origen a la MAC de destino o equilibrio de carga de la IP de origen a la IP de destino, a través de enlaces físicos.

• EtherChannel crea una agregación que se ve como un único enlace lógico. Cuando existen varios grupos EtherChannel entre dos switches, STP puede bloquear uno de los grupos para evitar los bucles de switching. Cuando STP bloquea uno de los enlaces redundantes, bloquea el EtherChannel completo. Esto bloquea todos los puertos que pertenecen a ese enlace EtherChannel. Donde solo existe un único enlace EtherChannel, todos los enlaces físicos en el EtherChannel están activos, ya que STP solo ve un único enlace (lógico).

• EtherChannel proporciona redundancia, ya que el enlace general se ve como una única conexión lógica. Además, la pérdida de un enlace físico dentro del canal no crea ningún cambio en la topología, por lo que no es necesario volver a calcular el árbol de expansión. Suponiendo que haya por lo menos un enlace físico presente, el EtherChannel permanece en funcionamiento, incluso si su rendimiento general disminuye debido a la pérdida de un enlace dentro del EtherChannel.

Restricciones de implementación

     EtherChannel se puede implementar al agrupar varios puertos físicos en uno o más enlaces EtherChannel lógicos.

Nota: no se pueden mezclar los tipos de interfaz; por ejemplo, no se pueden mezclar Fast Ethernet y gigabit Ethernet dentro de un único EtherChannel.

     El EtherChannel proporciona un ancho de banda full-duplex de hasta 800 Mb/s (Fast EtherChannel) u 8 Gb/s (Gigabit EtherChannel) entre un switch y otro switch o host. En la actualidad, cada EtherChannel puede constar de hasta ocho puertos Ethernet configurados de manera compatible. El switch con IOS de Cisco actualmente puede admitir seis EtherChannels. Sin embargo, a medida que se desarrollan nuevos IOS y cambian las plataformas, algunas tarjetas y plataformas pueden admitir una mayor cantidad de puertos dentro de un enlace EtherChannel, así como una mayor cantidad de Gigabit EtherChannels. El concepto es el mismo, independientemente de las velocidades o la cantidad de enlaces que estén involucrados. Cuando se configure EtherChannel en los switches, tenga en cuenta los límites y las especificaciones de la plataforma de hardware.

     EtherChannel crea una relación de uno a uno, es decir, un enlace EtherChannel conecta solo dos dispositivos. Se puede crear un enlace EtherChannel entre dos switches o entre un servidor con EtherChannel habilitado y un switch.

    El propósito original de EtherChannel era aumentar la capacidad de velocidad en los enlaces agregados entre los switches. Sin embargo, el concepto se extendió a medida que la tecnología EtherChannel adquirió más popularidad, y ahora muchos servidores también admiten la agregación de enlaces con EtherChannel. EtherChannel crea una relación de uno a uno, es decir, un enlace EtherChannel conecta solo dos dispositivos. Se puede crear un enlace EtherChannel entre dos switches o entre un servidor con EtherChannel habilitado y un switch.

     La configuración de los puertos individuales que forman parte del grupo EtherChannel debe ser coherente en ambos dispositivos. Si los puertos físicos de un lado se configuran como enlaces troncales, los puertos físicos del otro lado también se deben configurar como enlaces troncales dentro de la misma VLAN nativa. Además, todos los puertos en cada enlace EtherChannel se deben configurar como puertos de capa 2. 

     Cada EtherChannel tiene una interfaz de canal de puertos lógica, como se muestra en la figura. La configuración aplicada a la interfaz de canal de puertos afecta a todas las interfaces físicas que se asignan a esa interfaz. 

Protocolo de agregación de puertos

     Los EtherChannels se pueden formar por medio de una negociación con uno de dos protocolos: PAgP o LACP. Estos protocolos permiten que los puertos con características similares formen un canal mediante una negociación dinámica con los switches adyacentes.


Nota: también es posible configurar un EtherChannel estático o incondicional sin PAgP o LACP. 

PAgP


     El protocolo PAgP es un protocolo exclusivo de Cisco que brinda ayuda en la creación automática de enlaces EtherChannel. Cuando se configura un enlace EtherChannel mediante PAgP, se envían paquetes PAgP entre los puertos aptos para EtherChannel para negociar la formación de un canal. Cuando PAgP identifica enlaces Ethernet compatibles, agrupa los enlaces en un EtherChannel. El EtherChannel después se agrega al árbol de expansión como un único puerto.

     Cuando se habilita, PAgP también administra el EtherChannel. Los paquetes PAgP se envían cada 30 segundos. PAgP revisa la coherencia de la configuración y administra los enlaces que se agregan, así como las fallas entre dos switches. Cuando se crea un EtherChannel, asegura que todos los puertos tengan el mismo tipo de configuración.

     Nota: en EtherChannel, es obligatorio que todos los puertos tengan la misma velocidad, la misma configuración de dúplex y la misma información de VLAN. Cualquier modificación de los puertos después de la creación del canal también modifica a los demás puertos del canal.

     Modos del protocolo PAgP:
Activo: miembro del canal sin negociación (sin protocolo).
Deseado: pregunta activamente si el otro lado puede participar o si va a hacerlo.
Automático: espera pasivamente al otro lado.

• Encendido: este modo obliga a la interfaz a proporcionar un canal sin PAgP. Las interfaces configuradas en el modo encendido no intercambian paquetes PAgP.

• PAgP deseado: este modo PAgP coloca una interfaz en un estado de negociación activa en el que la interfaz inicia negociaciones con otras interfaces al enviar paquetes PAgP.

• PAgP automático: este modo PAgP coloca una interfaz en un estado de negociación pasiva en el que la interfaz responde a los paquetes PAgP que recibe, pero no inicia la negociación PAgP.

Protocolo de control de agregación de enlaces

     LACP

    LACP forma parte de una especificación IEEE (802.3ad) que permite agrupar varios puertos físicos para formar un único canal lógico. LACP permite que un switch negocie un grupo automático mediante el envío de paquetes LACP al peer. Realiza una función similar a PAgP con EtherChannel de Cisco. Debido a que LACP es un estándar IEEE, se puede usar para facilitar los EtherChannels en entornos de varios proveedores. En los dispositivos de Cisco, se admiten ambos protocolos. 

Nota: en los inicios, LACP se definió como IEEE 802.3ad. Sin embargo, LACP ahora se define en el estándar más moderno IEEE 802.1AX para la redes de área local y metropolitana. 

     LACP proporciona los mismos beneficios de negociación que PAgP. LACP ayuda a crear el enlace EtherChannel al detectar la configuración de cada lado y al asegurarse de que sean compatibles, de modo que se pueda habilitar el enlace EtherChannel cuando sea necesario. La figura muestra los modos para LACP.

• Encendido: este modo obliga a la interfaz a proporcionar un canal sin LACP. Las interfaces configuradas en el modo encendido no intercambian paquetes LACP.

• LACP activo: este modo LACP coloca un puerto en estado de negociación activa. En este estado, el puerto inicia negociaciones con otros puertos mediante el envío de paquetes LACP.

• LACP pasivo: este modo LACP coloca un puerto en estado de negociación pasiva. En este estado, el puerto responde a los paquetes LACP que recibe, pero no inicia la negociación de paquetes LACP.

     Al igual que con PAgP, los modos deben ser compatibles en ambos lados para que se forme el enlace EtherChannel. Se repite el modo encendido, ya que crea la configuración de EtherChannel incondicionalmente, sin la negociación dinámica de PAgP o LACP.


     El protocolo LACP permite ocho enlaces activos y, también, ocho enlaces de reserva. Un enlace de reserva se vuelve activo si falla uno de los enlaces activos actuales. 

Pautas para la configuración

Las siguientes pautas y restricciones son útiles para configurar EtherChannel:

• Soporte de EtherChannel: todas las interfaces Ethernet en todos los módulos deben admitir EtherChannel, sin necesidad de que las interfaces sean físicamente contiguas o estén en el mismo módulo.

• Velocidad y dúplex: configure todas las interfaces en un EtherChannel para que funcionen a la misma velocidad y en el mismo modo dúplex.

• Coincidencia de VLAN: todas las interfaces en el grupo EtherChannel se deben asignar a la misma VLAN o se deben configurar como enlace troncal, lo que también se muestra en la figura.

• Rango de VLAN: un EtherChannel admite el mismo rango permitido de VLAN en todas las interfaces de un EtherChannel de enlace troncal. Si el rango permitido de VLAN no es el mismo, las interfaces no forman un EtherChannel, incluso si se establecen en modo automático o deseado.

     

Configuración de interfaces

La configuración de EtherChannel con el protocolo LACP consta de dos pasos:


Paso 1. Especifique las interfaces que conforman el grupo EtherChannel mediante el comando de modo de configuración global interface range interface . La palabra clave range le permite seleccionar varias interfaces y configurarlas a la vez. Se recomienda comenzar desactivando esas interfaces, de modo que ninguna configuración incompleta cree actividad en el enlace.


Paso 2. Cree la interfaz de canal de puertos con el comando channel-group identifier mode active en el modo de configuración de rango de interfaz. El identificador especifica el número del grupo del canal. Las palabras clave mode active identifican a esta configuración como EtherChannel LACP.

Nota: EtherChannel está deshabilitado de manera predeterminada.

Comandos de configuracion:

Switch>enable                          Configuracion Inicial
Switch#configure terminal

Switch(config)#interface range fastethernet 0/1 - 2 Rango de Interfaces

Switch(config-if-range)#channel-group ?  Seleccionar el numero de Grupo
<1-6> Channel group number
Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode ? Seleccionar el tipo de Modo
active Enable LACP unconditionally
auto Enable PAgP only if a PAgP device is detected
desirable Enable PAgP unconditionally
on Enable Etherchannel only
passive Enable LACP only if a LACP device is detected

Switch(config-if-range)#channel-group 1 mode active  Activar el canal de grupo

Configurar Port-Channel 1 como enlace troncal y que permita que las VLAN 1,2,20 crucen el enlace troncal.
Switch(config-if-range)#interface port-channel 1 
Switch(config-if)#switchport mode trunk
Switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1,2,20
Switch(config-if)#exit

Comandos para verificacion.
show etherchannel summary
show interfaces trunk
show spanning-tree
show interfaces port-channel 1
show interfaces f0/21 etherchannel

Verificación de EtherChannel

     Existe una variedad de comandos para verificar una configuración EtherChannel. Primero, el comando show interface port-channel muestra el estado general de la interfaz de canal de puertos

     Cuando se configuren varias interfaces de canal de puertos en el mismo dispositivo, use el comando show etherchannel summary para mostrar una única línea de información por canal de puertos. El switch tiene configurado un EtherChannel; el grupo 1 usa LACP. El grupo de interfaces consta de las interfaces FastEthernet0/1 y FastEthernet0/2. El grupo es un EtherChannel de capa 2 y está en uso, según lo indican las letras SU junto al número de canal de puertos.

     Use el comando show etherchannel port-channel para mostrar la información sobre una interfaz de canal de puertos específica, como se muestra en la figura 3. En el ejemplo, la interfaz de canal de puertos 1 consta de dos interfaces físicas, FastEthernet0/1 y FastEthernet0/2. Esta usa LACP en modo activo. Está correctamente conectada a otro switch con una configuración compatible, razón por la cual se dice que el canal de puertos está en uso.

     En cualquier miembro de una interfaz física de un grupo EtherChannel, el comando show interfaces etherchannel puede proporcionar información sobre la función de la interfaz en el EtherChannel, como se muestra en la figura 4. La interfaz FastEthernet0/1 forma parte del grupo EtherChannel 1. El protocolo para este EtherChannel es LACP.

Solución de problemas de EtherChannel

     Todas las interfaces dentro de un EtherChannel deben tener la misma configuración de velocidad y modo dúplex, de VLAN nativas y permitidas en los enlaces troncales, y de la VLAN de acceso en los puertos de acceso.

• Asigne todos los puertos en el EtherChannel a la misma VLAN o configúrelos como enlace troncal. Los puertos con VLAN nativas diferentes no pueden formar un EtherChannel.

• Al configurar un enlace troncal en un EtherChannel, compruebe el modo de enlace troncal en EtherChannel. No se recomienda que configure el modo de enlace troncal en los puertos individuales que conforman el EtherChannel. Pero si lo realiza, compruebe que la configuración de enlaces troncales sea la misma en todas las interfaces.

• Un EtherChannel admite el mismo rango permitido de VLAN en todos los puertos. Si el rango permitido de VLAN no es el mismo, los puertos no forman un EtherChannel, incluso cuando PAgP se establece en modo automático o deseado.

• Las opciones de negociación dinámica para PAgP y LACP se deben configurar de manera compatible en ambos extremos del EtherChannel.

Nota: es fácil confundir PAgP o LACP con DTP, ya que ambos son protocolos que se usan para automatizar el comportamiento en los enlaces troncales. PAgP y LACP se usan para la agregación de enlaces (EtherChannel). DTP se usa para automatizar la creación de enlaces troncales. Cuando se configura un enlace troncal de EtherChannel, normalmente se configura primero EtherChannel (PAgP o LACP) y después DTP.

     Nota: EtherChannel y el árbol de expansión deben interoperar. Por este motivo, el orden en el que se introducen los comandos relacionados con EtherChannel es importante, y por ello (en la figura 3) se puede ver que se quitó el canal de puertos de interfaz 1 y después se volvió a agregar con el comando channel-group , y que no se cambió directamente. Si se intenta cambiar la configuración directamente, los errores del árbol de expansión hacen que los puertos asociados entren en estado de bloqueo o errdisabled.

Notas importantes de capítulo 4 EtherChannel

1.       protocolo HSRP (Hot Standby Router Protocol, protocolo de router de reserva activa)

2.       Cuando se configura un EtherChannel, la interfaz virtual resultante se denomina “canal de puertos”. Las interfaces físicas se agrupan en una interfaz de canal de puertos.

3.        EtherChannel se puede implementar al agrupar varios puertos físicos en uno o más enlaces EtherChannel lógicos.

4.       Nota: no se pueden mezclar los tipos de interfaz; por ejemplo, no se pueden mezclar Fast Ethernet y gigabit Ethernet dentro de un único EtherChannel.

5.       EtherChannel crea una relación de uno a uno, es decir, un enlace EtherChannel conecta solo dos dispositivos. Se puede crear un enlace EtherChannel entre dos switches o entre un servidor con EtherChannel habilitado y un switch.

6.       El EtherChannel proporciona un ancho de banda full-duplex de hasta 800 Mb/s (Fast EtherChannel) u 8 Gb/s (Gigabit EtherChannel) entre un switch y otro switch o host

7.       El protocolo PAgP es un protocolo exclusivo de Cisco que brinda ayuda en la creación automática de enlaces EtherChannel

8.       Cuando se habilita, PAgP también administra el EtherChannel. Los paquetes PAgP se envían cada 30 segundos. PAgP revisa la coherencia de la configuración y administra los enlaces que se agregan, así como las fallas entre dos switches. Cuando se crea un EtherChannel, asegura que todos los puertos tengan el mismo tipo de configuración.

9.       Nota: en EtherChannel, es obligatorio que todos los puertos tengan la misma velocidad, la misma configuración de dúplex y la misma información de VLAN. Cualquier modificación de los puertos después de la creación del canal también modifica a los demás puertos del canal.

1.   El protocolo LACP permite ocho enlaces activos y, también, ocho enlaces de reserva. Un enlace de reserva se vuelve activo si falla uno de los enlaces activos actuales.