Bonding XOR (balance-xor) en MikroTik

Mauro Escalante
octubre 27, 2023
2:41 pm
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El método de bonding XOR, también conocido como balance-xor, es otra forma de agregación de enlaces que se puede utilizar en dispositivos MikroTik que ejecutan RouterOS.

Este método combina múltiples enlaces de red físicos para actuar como un solo enlace lógico. A diferencia de LACP (802.3ad), el balance-xor utiliza una estrategia de balanceo de carga basada en el operador lógico “OR exclusivo” (XOR) aplicado a las direcciones MAC de origen y destino.

Al final del artículo encontrarás un pequeño test que te permitirá evaluar los conocimientos adquiridos en esta lectura

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¿Cómo funciona?

El método balance-xor emplea el operador XOR para tomar decisiones de balanceo de carga. Concretamente, las direcciones MAC de origen y destino son usadas como entradas para la operación XOR.

El resultado determina qué interfaz física del grupo de bonding se utilizará para transmitir un paquete de datos. Esta técnica permite un balanceo de carga más rudimentario en comparación con 802.3ad, pero tiene la ventaja de ser más simple de configurar y de no requerir hardware compatible en el otro extremo del enlace.

Requisitos previos

Dos o más interfaces Ethernet en un dispositivo MikroTik.
RouterOS instalado en el dispositivo MikroTik.

Configuración en MikroTik RouterOS

Acceso al dispositivo MikroTik: Utilice Winbox o acceda a la interfaz web del dispositivo.
Navegar a Interfaces: Vaya a la sección de interfaces para ver todas las disponibles.
Crear el Bonding Interface:
- Haga clic en el botón + y elija Bonding.
- En la ventana que aparece, vaya a la pestaña General.
- Configure un nombre para la interfaz.
- En la pestaña Bonding, elija el Mode como balance-xor.
Agregar puertos al Bonding Interface:
- En la misma ventana de configuración de Bonding, busque la opción Slaves.
- Agregue las interfaces Ethernet que desea agrupar.

Datos importantes

Balanceo de Carga: Aunque balance-xor es más simple que 802.3ad, su eficacia puede ser menor si el tráfico se origina y termina en un número muy pequeño de direcciones MAC.
Tolerancia a Fallos: Al igual que con otros métodos de bonding, si un enlace falla, el tráfico se redistribuirá automáticamente entre los enlaces restantes.
Compatibilidad: No se requiere compatibilidad LACP en el otro extremo del enlace para usar balance-xor.

Limitaciones

Número Limitado de Puertos: Al igual que con otros métodos, el número de puertos que puedes agrupar generalmente es limitado.

Aplicaciones prácticas

El bonding XOR (balance-xor) se utiliza en diversas situaciones para mejorar el rendimiento de la red y proporcionar cierto nivel de redundancia. Aquí hay algunas aplicaciones prácticas:

1. Balanceo de Carga

El principal uso de balance-xor es balancear el tráfico a través de múltiples interfaces físicas. Esto se hace principalmente para optimizar el uso de recursos de red y garantizar que ninguna interfaz esté sobrecargada mientras otras están inactivas. Es especialmente útil cuando tienes múltiples conexiones de ancho de banda similar y quieres distribuir el tráfico de manera uniforme.

2. Mejora del Rendimiento

Aunque balance-xor no aumentará el ancho de banda para una sola conexión de red, puede mejorar el rendimiento general de la red al permitir que múltiples flujos de datos utilicen diferentes interfaces físicas. Esto es útil en entornos donde hay muchos flujos de datos paralelos, como en un centro de datos o en una red empresarial.

3. Redundancia

Otra ventaja de usar balance-xor es que proporciona redundancia en caso de fallo de un enlace. Si una de las interfaces físicas falla, el tráfico se enviará automáticamente a través de las interfaces que aún están activas. Sin embargo, ten en cuenta que esto no proporciona un mecanismo de failover completamente a prueba de fallos, pero es mejor que no tener redundancia en absoluto.

4. Entornos de Servidores

En un entorno de servidores con múltiples conexiones de red, balance-xor puede ser útil para distribuir la carga entre las conexiones y proporcionar redundancia. Esto es común en servidores web, bases de datos y otros sistemas que manejan grandes volúmenes de conexiones entrantes y salientes.

5. Conexiones con Múltiples ISP

Si tu red está conectada a Internet a través de múltiples ISP, puedes utilizar balance-xor para balancear el tráfico saliente entre las conexiones. Esto puede ayudar a maximizar el ancho de banda disponible y proporcionar un nivel básico de redundancia.

6. Enlaces de Larga Distancia

Para conexiones de larga distancia donde el tiempo de inactividad es crítico, el bonding XOR puede ofrecer un método para mantener la conexión incluso si uno de los enlaces falla.

7. Streaming y Multimedia

Para aplicaciones que requieren transmisión de datos en tiempo real como VoIP o streaming de video, balance-xor puede ayudar a garantizar que el ancho de banda se utilice de manera eficiente, aunque no es la mejor opción para este tipo de tráfico en comparación con otros métodos más avanzados de balanceo de carga y QoS.

Ejemplo básico de cómo configurar el bonding XOR (balance-xor) en MikroTik.

Imaginemos que tienes dos interfaces Ethernet en tu dispositivo MikroTik, ether1 y ether2, y quieres agruparlas utilizando el método balance-xor.

Pasos para configurar Bonding XOR en MikroTik CLI:

Acceder al MikroTik Router vía CLI: Utiliza SSH o el terminal directo para acceder al router.
Crear una interfaz de bonding:

				
					/interface bonding add name=bonding-xor mode=balance-xor

Agregar las interfaces ‘esclavas’ al bonding:

				
					/interface bonding set bonding-xor slaves=ether1,ether2

(Opcional) Configurar una dirección IP para la interfaz de bonding:

				
					/ip address add address=192.168.1.1/24 interface=bonding-xor

Verificar la configuración:

				
					/interface bonding print

Esto debería mostrar algo similar a:

				
					Flags: X - disabled, R - running 0 name="bonding-xor" mtu=1500 
mac-address=XX:XX:XX:XX:XX:XX arp=enabled mode=balance-xor primary=none 
link-monitoring=mii arp_interval=100ms arp_ip_target="" up-delay=0ms 
down-delay=0ms slaves=ether1,ether2 mii-interval=100ms

Con estos pasos, deberías tener un bonding XOR configurado y en funcionamiento. La interfaz bonding-xor ahora agrupa ether1 y ether2 usando el método de balanceo XOR basado en las direcciones MAC de origen y destino.

Limitaciones

No es agnóstico de la red: El balanceo de la carga se realiza en función de la dirección MAC, lo que significa que el tráfico entre dos pares de direcciones MAC siempre usará el mismo enlace físico. Esto podría no ser óptimo si tienes grandes volúmenes de tráfico entre un par de direcciones.
No incrementa el ancho de banda para una sola conexión: Dado que el balanceo se realiza en función de la dirección MAC, no puedes incrementar el ancho de banda para una única conexión cliente-servidor. En otras palabras, una sola conexión TCP no se beneficiará de un mayor ancho de banda que el de una sola interfaz física.
Puede haber problemas con switches intermedios: Algunos switches pueden tener problemas para manejar el tráfico proveniente de una interfaz de bonding balance-xor, especialmente si tienen características como Spanning Tree Protocol (STP) habilitadas.
Incompatibilidad con otros métodos de bonding: No se puede mezclar y combinar con otros métodos de bonding en la misma interfaz.

Consideraciones

Soporte del Switch: Verifica que tu switch soporte el tipo de bonding que estás intentando implementar. No todos los switches gestionados tienen soporte para todos los tipos de bonding.
Configuración en ambos extremos: El bonding debe estar configurado tanto en el router como en el dispositivo en el otro extremo del enlace (por lo general, un switch). Asegúrate de que la configuración sea compatible en ambos extremos.
Monitoreo y Respaldo: Es crucial tener mecanismos para monitorear el estado de cada enlace dentro del bonding para poder responder rápidamente si algo va mal. También considera tener una estrategia de respaldo en caso de fallo completo del bonding.
Pruebas de rendimiento: Antes de implementar en un entorno de producción, realiza pruebas de rendimiento para asegurarte de que el bonding está mejorando la capacidad y la disponibilidad del enlace como se esperaba.
Conexiones de Reserva: Si bien el bonding puede ofrecer cierta redundancia, no sustituye a una verdadera estrategia de failover o de balanceo de carga más avanzada. Considera tus necesidades y si el balance-xor es realmente la mejor opción para tu caso específico.
Direcciones MAC y Balanceo: Si tienes muchos dispositivos con la misma dirección MAC en una VLAN, esto puede llevar a un balanceo poco óptimo. Asegúrate de que las direcciones MAC de los dispositivos sean únicas para evitar esto.

Teniendo en cuenta estas limitaciones y consideraciones, podrás hacer una implementación más informada y efectiva del bonding XOR en tu red MikroTik.