Etherchannel

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Etherchannel und Fast Etherchannel sind registrierte Handelsmarken von Cisco und leiten sich von Ethernet und Channel (engl. Kanal) ab. Etherchannel ist das Kunstwort für eine Erfindung der Firma Kalpana (heute Cisco) und bezeichnet ein Verfahren zur Bündelung mehrerer physikalischer Ethernet-Schnittstellen zu einem logischen Kanal, bei Fast Etherchannel werden mehrere Fast-Ethernet-Schnittstellen gebündelt. Etherchannel hat sich teilweise als alltäglicher Ausdruck für die Ethernet-Kanal-Bündelung etabliert und wird umgangssprachlich nicht nur für Cisco-Produkte benutzt (Gattungsbegriff ähnlich wie bei Tempo und Papiertaschentüchern). Die Technik diente ursprünglich ausschließlich der Erhöhung des Datendurchsatzes zwischen zwei Ethernet-Switches (ebenfalls von Kalpana erfunden). Schon bald nach der Einführung von Etherchannel gab es aber auch Implementierungen zur Anbindung von Servern und anderen Systemen.

Andere Bezeichnungen

Obwohl es Inkompatibilitäten und technische Unterschiede gibt, werden (je nach Hersteller oder Kontext) für die Bündelung von Ethernet-Schnittstellen folgende Ausdrücke als Synonyme benutzt:

Funktionsweise

Allgemein werden mehrere physikalische Ethernet-Schnittstellen zur Verbindung zweier Geräte zusammengeschaltet, das bedeutet 2 gebündelte Schnittstellen können die doppelte Datenmenge transportieren, 4 folglich die vierfache Menge. Sinnvoll ist es, möglichst schnelle Schnittstellen zu bündeln, 2 mal Ethernet (halbduplex) entsprechen 20 Mbit/s, 3 mal Fast Ethernet (vollduplex) als Fast Etherchannel sind bereits 600 Mbit/s. Eine maximale Performancesteigerung erreicht man bei vielen Bündelungs-Verfahren, wenn die Anzahl der gebündelten Ports eine Zweierpotenz ist. So kann beispielsweise durch Zusammenschaltung von acht Fast-Ethernet-Schnittstellen fast die Bandbreite einer Gigabit-Ethernet-Schnittstelle erreicht werden. Ein weiterer Vorteil ist eine erhöhte Ausfallsicherheit. So können bei einigen Verfahren ein oder mehrere Schnittstellen ausfallen, ohne dass der logische Kanal unterbrochen wird. Lediglich der Datendurchsatz vermindert sich entsprechend der fehlenden Verbindungen.

Bündelungs-Verfahren

  • Roundrobin: Hier werden alle zur Verfügung stehenden Leitungen abwechselnd der Reihe nach benutzt.
  • DA-Trunking: Hier wird anhand des Modulo der Destination-MAC-Adresse die elementare Schnittstelle gewählt.
  • SA-Trunking: Hier wird anhand des Modulo der Source-MAC-Adresse die elementare Schnittstelle gewählt.
  • SA-DA-Trunking: Hier wird anhand des Modulo der Source-MAC-Adresse und der Destination-MAC-Adresse die elementare Schnittstelle gewählt.
  • Adaptives-Trunking: Hier wird erst bei 100 % Auslastung der ersten elementaren Schnittstelle eine weitere zugeschaltet.
  • Dynamisches-Trunking: Mit Hilfe des proprietären PAgP oder des IEEE-konformen LACP lassen sich dynamische Etherchannels definieren.

Grundlegende Implementierung

Die grundlegende Implementierung einer Kanalbündelung zwischen zwei Ethernet-Switches kommt mit erstaunlich geringen Änderungen (im Vergleich zu einem normalen Switch) aus. Natürlich muss das Management Interface zur Definition des Trunks erweitert werden. Dann ist die Art und Weise, wie ein Switch seine SAT (Source-Address-Table – Tabelle mit den MAC-Adressen der Absender) erlernt, betroffen, und schließlich werden Broadcasts und Pakete, die an unbekannte Ziel-MAC-Adressen gerichtet sind, vom Trunk gesondert behandelt.

  • Management Interface: dass die Menüstrukturen betroffen sind, braucht sicher keine große Erklärung.
  • Adress-Lernphase: Empfängt ein Switch auf einem Trunk-Port eine unbekannte Absender-Adresse, so wird diese nicht automatisch dem Adressstapel (SAT) dieses Ports zugeordnet, vielmehr versucht der Switch allen Mitgliedern des Trunks eine gleiche Netz-Last zuzuordnen und wird daher neue Absender-Adressen gleichmäßig auf allen zum Trunk gehörenden Ports verteilen. Folglich erhält also der Port, der momentan die wenigsten Einträge in seiner SAT führt, die neue Adresse.
  • Broadcasts und unbekannte Adressen: Diese werden bei einem Trunk nicht über alle Ports geschickt, sondern pro Trunk nur über eine Leitung, im Allgemeinen wird der Port mit der niedrigsten Port Nummer gewählt.

Es sind keine weiteren Maßnahmen nötig, um eine einfache Implementierung zu realisieren. Die Implementierung der Transportmechanismen (

cut through

,

store and forward

usw.) benötigen keine Änderung. Dennoch, diese Implementierung ist bei weitem nicht optimal und eignet sich eigentlich nur für das Koppeln zweier Netze. Ein Nachteil besteht darin, dass je MAC-Adresse nur ein Port des Trunks benutzt wird. Für eine einzelne Station bedeutet das, dass sie keine Vorteile hat – nur das Netz als Ganzes profitiert. Weiter kann es vorkommen, dass die aktivsten Stationen zufällig alle dem gleichen Port zugeordnet sind, folglich wird die Last nicht gleichmäßig innerhalb des Trunks verteilt. Auch gibt es Bündelungsverfahren, die leistungsstarke Server anbinden können. Alle diese Fakten haben dazu geführt, dass viele Hersteller verschiedene, aber auch weiter entwickelte Implementierungen anbieten, jedoch sind diese in der Regel nicht zueinander kompatibel.

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