통신망 설비의 이중화 구조와 LACP (Link Aggregation Control Protocol) 구성방안

통신망 설비의 이중화 구조

1. 이중화 구조의 개념

• 이중화 구조란 네트워크 설비나 경로를 2개 이상으로 중복 구성하여 단일 장애점(Single Point of Failure, SPOF)을 제거하고, 고가용성을 확보하는 기술입니다.
• 주요 목표:
  • 시스템 가용성 증대
  • 장애 발생 시 빠른 복구
  • 네트워크 성능 향상

2. 이중화 방식

1. 장비 이중화
   • 스위치, 라우터, 방화벽 등 주요 네트워크 장비를 두 대 이상 설치.
   • 액티브-액티브 방식:
     • 두 장비가 동시에 트래픽을 처리.
     • 성능 최적화가 가능하지만, 설정이 복잡.
   • 액티브-스탠바이 방식:
     • 하나의 장비만 트래픽을 처리하고, 나머지는 대기 상태.
     • 설정이 간단하고 장애 시 자동으로 전환.
2. 경로 이중화
   • 동일한 목적지를 위한 다중 경로를 구성하여 특정 경로의 장애 발생 시 대체 경로를 사용.
   • 라우팅 프로토콜: OSPF, BGP, EIGRP 등을 활용하여 동적 경로 전환.
   • 링 구조: 이더넷 링 프로토콜(ERP)을 사용하여 트래픽 우회를 지원.
3. 링크 이중화
   • 하나의 장비 간 연결을 다중 링크로 구성.
   • Link Aggregation(LACP) 또는 스패닝 트리 프로토콜(STP)을 사용하여 연결 안정성과 대역폭을 증가.
4. 전원 이중화
   • 네트워크 장비의 전원 공급 장치를 이중화하여 전원 문제로 인한 장애를 방지.

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LACP (Link Aggregation Control Protocol) 구성방안

1. LACP의 개념

• LACP는 IEEE 802.3ad 표준에 기반한 프로토콜로, 여러 개의 물리적 링크를 묶어 하나의 논리적 링크로 구성하는 기술입니다.
• 주요 기능:
  • 대역폭 확장: 여러 링크를 통합해 고속 링크를 구성.
  • 링크 장애 복구: 일부 링크가 장애가 나더라도 나머지 링크를 통해 통신 지속.

2. LACP의 주요 구성 요소

1. LAG (Link Aggregation Group):
   • 묶인 물리적 링크들의 그룹.
   • LAG는 스위치 포트 또는 네트워크 인터페이스를 포함.
2. 액티브와 패시브 모드:
   • 액티브 모드: LACP 활성화 신호를 적극적으로 보냄.
   • 패시브 모드: LACP 신호를 수신할 때만 응답.
3. LACP 파라미터:
   • System ID: LACP에서 장비를 식별하는 ID.
   • Priority: 어떤 링크를 활성화할지 결정.

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3. LACP 구성 방법

1. 물리적 링크 구성:
   • 두 장비 간 다중 포트를 물리적으로 연결.
   • 예: 스위치 간 연결 시 최소 2개 이상의 이더넷 포트를 연결.
2. 논리적 링크 그룹 설정:
   • 네트워크 장비(스위치 또는 서버)에서 LAG를 생성.
   • 각 LAG에 연결된 포트를 논리적 링크로 묶음.
3. LACP 활성화:
   • LACP 프로토콜을 활성화하여 동적 또는 정적 방식으로 링크를 묶음.
   • CLI 또는 GUI를 통해 설정.
4. 로드 밸런싱 구성:
   • 해시 기반 로드 밸런싱을 활용:
     • IP, MAC, TCP/UDP 포트 기반으로 트래픽을 분산.
5. 상태 모니터링:
   • LACP는 각 링크의 상태를 지속적으로 모니터링하며, 장애가 발생하면 자동으로 해당 링크를 제외.

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LACP 구성 시 고려 사항

1. 동일한 속도와 설정:
   • 묶인 포트는 동일한 속도(예: 1Gbps, 10Gbps)와 설정을 가져야 함.
2. 대칭적 구성:
   • LAG의 양쪽 장비가 동일한 LACP 설정을 유지해야 함.
3. 링크 수 제한:
   • 장비에 따라 묶을 수 있는 최대 링크 수가 제한될 수 있음(일반적으로 8개 또는 16개).
4. 장비 호환성:
   • 연결된 양쪽 장비가 LACP를 지원해야 함.

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이중화와 LACP 결합 활용 방안

1. 장비 이중화 + LACP:
   • 스위치 2대를 액티브-액티브 구성으로 설정하고, 각 스위치 간 LACP를 사용하여 다중 링크 구성.
   • 고가용성과 대역폭 확장 동시 구현.
2. 경로 이중화 + LACP:
   • 데이터센터와 네트워크 간 다중 경로를 구성하고, 각 경로에 LACP를 적용하여 대역폭 확장과 경로 안정성 확보.
3. 서버 연결 + LACP:
   • 서버 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에서 LACP를 활용해 스위치와 연결하여 서버 대역폭과 장애 복구 기능 강화.

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1. 액티브 모드 (Active Mode)

• 설명:
  • LACP 활성 신호를 능동적으로 전송하여 링크를 집계(aggregation)하려고 시도하는 모드.
  • 연결된 장비가 LACP를 지원하고, 대응할 준비가 되어 있으면 링크가 자동으로 집계됩니다.
• 특징:
  • 양쪽 장비가 액티브 또는 패시브 모드 중 하나로 설정되어 있으면 LACP 링크가 설정됨.
  • LACP 협상이 더 신속하게 이루어짐.
• 사용 예:
  • 네트워크 관리자 간 통신이 원활하고, 양쪽 장비가 협상 프로세스를 지원할 수 있을 때 사용.

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2. 패시브 모드 (Passive Mode)

• 설명:
  • LACP 활성 신호를 수동적으로 수신하고, 상대방이 액티브 모드로 신호를 보내올 때만 링크를 집계하려는 모드.
  • 자신이 먼저 협상 신호를 보내지 않음.
• 특징:
  • 양쪽 장비 모두 패시브 모드로 설정되어 있으면 링크 집계가 이루어지지 않음.
  • 상대방이 액티브 모드로 신호를 보낼 경우에만 LACP 협상이 시작됨.
• 사용 예:
  • 연결된 장비에서 주도적으로 LACP를 설정할 필요가 없고, 상대 장비가 액티브 모드로 설정되어 있는 경우.

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LACP 모드 조합 및 동작

LACP 모드의 조합에 따라 동작 여부가 달라집니다.

장비 1 모드	장비 2 모드	LACP 작동 여부	설명
Active	Active	작동	양쪽 모두 협상 신호를 주고받아 링크 집계.
Active	Passive	작동	한쪽에서 협상 신호를 보내고, 다른 쪽이 응답.
Passive	Passive	작동 안 함	양쪽 모두 협상 신호를 보내지 않으므로 링크 미설정.

 

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LACP 모드 설정 예제 (Cisco 스위치 기준)

1. 액티브 모드 설정:

   interface port-channel 1
   switchport
   channel-group 1 mode active

2. 패시브 모드 설정:

   interface port-channel 1
   switchport
   channel-group 1 mode passive

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마치며

통신망 설비의 이중화 구조는 네트워크 가용성을 보장하고, 장애 복구 능력을 향상시킵니다. LACP는 이중화 네트워크 설계에서 링크 대역폭 확장과 장애 복구를 효율적으로 지원하는 필수 기술로, 고속 네트워크 환경에서 중요한 역할을 합니다. 이를 결합하여 고가용성과 성능을 동시에 충족하는 안정적인 통신망 설계를 구축할 수 있습니다.

LACP(Link Aggregation Control Protocol)의 모드는 LACP를 사용하는 장비의 연결 방식과 동작 방식을 정의합니다. IEEE 802.3ad 표준에 따라 LACP는 두 가지 주요 모드로 구성됩니다.

LACP 모드는 네트워크 환경과 목적에 맞게 설정해야 하며, 일반적으로 한쪽 장비는 액티브 모드, 다른 쪽 장비는 패시브 모드로 설정하는 것이 일반적입니다. 이를 통해 협상 프로세스는 간단하게 유지하면서도 링크 집계를 효율적으로 수행할 수 있습니다.

LACP(Link Aggregation Control Protocol)의 통신 방식은 다수의 물리적 링크를 하나의 논리적 링크 그룹으로 집계(Aggregation)하기 위해 장치 간 협상 및 상태 정보를 교환하는 방식으로 이루어집니다. 아래에서 LACP의 통신 방식을 상세히 설명합니다.