FreeBSD でもインターフェイスの冗長化 (ボンディング / チーミング / リンクアグリゲーション) が可能です．
Active / Standby や LACP など，Linux と同等の冗長構成をとる事ができます．
今回はインターフェイスの冗長化について解説していきます．
冗長化 / リンクアグリゲーション の説明と構成
インターフェイスの冗長化 (ボンディング / チーミング / リンクアグリゲーション) について説明します．
インターフェイスが1つの場合，そのケーブルもしくはネットワークスイッチのポート，NIC が故障するとネットワークの断が発生し，サービス影響が生じます．
冗長化ができれば，アクティブなインターフェイスを通じてサービスを継続できます．
冗長化にはいくつかの方式があり，FreeBSD で構成可能な方式は次のとおりになります．
failover モード
failover モードは，2つのインターフェイスをアクティブ・スタンバイとして，通常はアクティブインターフェイスのみで送受信を行うモードです．
対向のネットワークスイッチに特別な設定は不要です．帯域は1つのインターフェイスが上限となります．
帯域の向上は不要で冗長だけできれば十分．もしくはスイッチで Etherchannel (Portchannel) が構成できない場合にこのモードを利用する形になります．
failover モードの設定
failover モードを設定する方法について2種類解説します．
コマンドラインでの構成
コマンドラインで構成するには次のとおり行います．インターフェイスは2つ，em0 と em1 を用いた場合で説明します．
ifconfig lagg0 create ifconfig em0 up ifconfig em1 up ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto failover laggport em0 laggport em1
「ifconfig lagg0 create」でリンクアグリゲーション用のインターフェイスを作成します．インターフェイス名は「laggX」である必要がありますので注意してください．
「ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto failover laggport em0 laggport em1」でリンクアグリゲーションのモードをフェイルオーバーにし，メンバーポートとして em0 と em1 を追加しています．
先に指定したポートが Active ポートとして利用されます．
永続的に利用する場合
/etc/rc.conf に以下のように設定を行います．
cloned_interfaces="lagg0" ifconfig_em0="up" ifconfig_em1="up" ifconfig_lagg0="inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto failover laggport em0 laggport em1"
「cloned_interfaces=lagg0」が「ifconfig lagg0 create」に該当します．ここも「laggX」である必要があります．
動作確認
上記の設定で構成した場合の通常時はこのような状態になります．em0 が「MASTER,ACTIVE」と記載されているとおり，プライマリーポートとなり通常はこのインターフェイスが利用されます．
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto failover lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=5<MASTER,ACTIVE>
laggport: em1 flags=0<>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
em0 をダウンさせた場合は次のようになります．「ACTIVE」が em1 に移動したことが確認でき，通信は切断されずにフェイルオーバーが行われます．
(正確には少しのロスは発生していますが，SSH セッションが切断される程のロスではありません)
# ifconfig em0 down
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto failover lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=1<MASTER>
laggport: em1 flags=4<ACTIVE>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
em0 を再度 up させると次のようになります．em0 に「ACTIVE」がフェイルバックしてきます．
# ifconfig em0 up
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto failover lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=5<MASTER,ACTIVE>
laggport: em1 flags=0<>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
以上，failover モードの解説です．
loadbalance モード
loadbalance モードは対向スイッチが例えば Cisco 機器で FEC(FastEtherChannel) や GEC (GigabitEtherChannel) などのポートチャネル技術を備えている機器で利用可能な，アクティブ・アクティブな送受信が行えるモードです．
LACP が設定はできないけど，PortChannel は構成可能．という場合はこちらを利用します．
LACP が利用可能な場合は後述する LACP モードがお薦めです．
loadbalance モードの設定
loadbalance モードを設定する方法について2種類解説します．
コマンドラインでの構成
コマンドラインで構成するには次のとおり行います．インターフェイスは2つ，em0 と em1 を用いた場合で説明します．
ifconfig lagg0 create ifconfig em0 up ifconfig em1 up ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto loadbalance laggport em0 laggport em1
「ifconfig lagg0 create」でリンクアグリゲーション用のインターフェイスを作成します．インターフェイス名は「laggX」である必要がありますので注意してください．
「ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto loadbalance laggport em0 laggport em1」でリンクアグリゲーションのモードをフェイルオーバーにし，メンバーポートとして em0 と em1 を追加しています．
永続的に利用する場合
/etc/rc.conf に以下のように設定を行います．
cloned_interfaces="lagg0" ifconfig_em0="up" ifconfig_em1="up" ifconfig_lagg0="inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto loadbalance laggport em0 laggport em1"
スイッチ側の設定
以下，Cisco Catalyst 2960L の設定例です．「channgel-group 1 mode on」が FEC/GEC の設定となります．
interface GigabitEthernet0/15 description ### To_vg10_em1 switchport mode access spanning-tree portfast edge channel-group 1 mode on interface GigabitEthernet0/16 description ### To_vg10_em0 switchport mode access spanning-tree portfast edge channel-group 1 mode on interface Port-channel1 description ### To_vg10 switchport mode access spanning-tree portfast edge
動作確認
上記の設定で構成した場合の通常時はこのような状態になります．em0 と em1 の両方が「ACTIVE」と記載されています．
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto loadbalance lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=4<ACTIVE>
laggport: em1 flags=4<ACTIVE>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
スイッチ上は次のように見えます．
c2960#show etherchannel summary
Flags: D - down P - bundled in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3 S - Layer2
U - in use N - not in use, no aggregation
f - failed to allocate aggregator
M - not in use, minimum links not met
m - not in use, port not aggregated due to minimum links not met
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port
A - formed by Auto LAG
Number of channel-groups in use: 2
Number of aggregators: 2
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1 Po1(SU) - Gi0/15(P) Gi0/16(P)
em0 をダウンさせた場合は次のようになります．「ACTIVE」が em1 のみになります．通信は切断されずに継続されます．
# ifconfig em0 down
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto loadbalance lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=0<>
laggport: em1 flags=4<ACTIVE>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
em0 を再度 up させると次のようになります．em0 と em1 が再度「ACTIVE」になります．
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto loadbalance lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=4<ACTIVE>
laggport: em1 flags=4<ACTIVE>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
以上，loadbalance モードの解説です．
LACP モード
LACP モードは対向スイッチが LACP (Link Aggregation Control Protocol) をのポートチャネル技術を備えている機器で利用可能な，アクティブ・アクティブな送受信が行えるモードです．
loadbalance モードは Cisco の EtherChannel 専用なのに対して，こちらは IEEE 802.3ad という規格化されているものですので様々なネットワーク機器で対応しています．
また，Cisco も結構昔から LACP もサポートしており，FEC/GEC をサポートしなくなってきている製品も存在していますので，通常はこちらのモードを利用するケースが多いと思います．
LACP モードの設定
LACP モードを設定する方法について2種類解説します．
コマンドラインでの構成
コマンドラインで構成するには次のとおり行います．インターフェイスは2つ，em0 と em1 を用いた場合で説明します．
ifconfig lagg0 create ifconfig em0 up ifconfig em1 up ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto lacp laggport em0 laggport em1
「ifconfig lagg0 create」でリンクアグリゲーション用のインターフェイスを作成します．インターフェイス名は「laggX」である必要がありますので注意してください．
「ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto lacp laggport em0 laggport em1」でリンクアグリゲーションのモードをフェイルオーバーにし，メンバーポートとして em0 と em1 を追加しています．
永続的に利用する場合
/etc/rc.conf に以下のように設定を行います．
cloned_interfaces="lagg0" ifconfig_em0="up" ifconfig_em1="up" ifconfig_lagg0="inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto lacp laggport em0 laggport em1"
スイッチ側の設定
以下，Cisco Catalyst 2960L の設定例です．「channgel-group 1 mode active」が LACP の設定となります．
interface GigabitEthernet0/15 description ### To_vg10_em1 switchport mode access spanning-tree portfast edge channel-group 1 mode active interface GigabitEthernet0/16 description ### To_vg10_em0 switchport mode access spanning-tree portfast edge channel-group 1 mode active interface Port-channel1 description ### To_vg10 switchport mode access spanning-tree portfast edge
動作確認
上記の設定で構成した場合の通常時はこのような状態になります．em0 と em1 の両方が「ACTIVE,COLLECTING,DISTRIBUTING」と記載されています．loadbalance モードと違い，LACP はネゴシエーションが行われますので，ネゴシエーションに失敗したインターフェイスは ACTIVE にはなりません．
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto lacp lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=1c<ACTIVE,COLLECTING,DISTRIBUTING>
laggport: em1 flags=1c<ACTIVE,COLLECTING,DISTRIBUTING>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
スイッチ上は次のように見えます．
c2960#show etherchannel summary
Flags: D - down P - bundled in port-channel
I - stand-alone s - suspended
H - Hot-standby (LACP only)
R - Layer3 S - Layer2
U - in use N - not in use, no aggregation
f - failed to allocate aggregator
M - not in use, minimum links not met
m - not in use, port not aggregated due to minimum links not met
u - unsuitable for bundling
w - waiting to be aggregated
d - default port
A - formed by Auto LAG
Number of channel-groups in use: 2
Number of aggregators: 2
Group Port-channel Protocol Ports
------+-------------+-----------+-----------------------------------------------
1 Po1(SU) LACP Gi0/15(P) Gi0/16(P)
em0 をダウンさせた場合は次のようになります．「ACTIVE」が em1 のみになります．通信は切断されずに継続されます．
# ifconfig em0 down
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto lacp lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=0<>
laggport: em1 flags=1c<ACTIVE,COLLECTING,DISTRIBUTING>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
em0 を再度 up させると次のようになります．em0 と em1 が再度「ACTIVE」になります．
# ifconfig em0 up
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto lacp lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=1c<ACTIVE,COLLECTING,DISTRIBUTING>
laggport: em1 flags=1c<ACTIVE,COLLECTING,DISTRIBUTING>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
以上，LACP モードの解説です．
round-robin モード
round-robin モードはちょっと特殊です．送受信を NIC をラウンドロビンで行います．スケジューラーがアクティブなインターフェイスを決定し送信インターフェイスを適宜変更していきます．受信はその際のアクティブなインターフェイスから入ってきます．
対向のスイッチではポートチャネルの構成をとる必要はありません．
注意点は，対向スイッチから見て mac address table がしょっちゅう変更されることです．
round-robin モードの設定
round-robinモードを設定する方法について2種類解説します．
コマンドラインでの構成
コマンドラインで構成するには次のとおり行います．インターフェイスは2つ，em0 と em1 を用いた場合で説明します．
ifconfig lagg0 create ifconfig em0 up ifconfig em1 up ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto roundrobin laggport em0 laggport em1
「ifconfig lagg0 create」でリンクアグリゲーション用のインターフェイスを作成します．インターフェイス名は「laggX」である必要がありますので注意してください．
「ifconfig lagg0 inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto roundrobin laggport em0 laggport em1」でリンクアグリゲーションのモードをラウンドロビンにし，メンバーポートとして em0 と em1 を追加しています．
永続的に利用する場合
/etc/rc.conf に以下のように設定を行います．
cloned_interfaces="lagg0" ifconfig_em0="up" ifconfig_em1="up" ifconfig_lagg0="inet 192.168.241.220 netmask 255.255.255.0 laggproto roundrobin laggport em0 laggport em1"
動作確認
上記の設定で構成した場合の通常時はこのような状態になります．em0 と em1 両方が「ACTIVE」と記載されているとおり，送信は両方が Active となります．
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto roundrobin lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=4<ACTIVE>
laggport: em1 flags=4<ACTIVE>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
この状態で通信を行うと問題なく出来ている状態になりますが，ping を行うと次のように DUP が表示されます．
# ping 192.168.241.254 PING 192.168.241.254 (192.168.241.254): 56 data bytes 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.335 ms 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.430 ms (DUP!) 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.282 ms 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.347 ms (DUP!) 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.230 ms 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.283 ms (DUP!) ^C --- 192.168.241.254 ping statistics --- 3 packets transmitted, 3 packets received, +3 duplicates, 0.0% packet loss round-trip min/avg/max/stddev = 0.230/0.318/0.430/0.063 ms
また，スイッチの MAC アドレステーブルを見てみると次のとおり常に変更が入ります．
c2960#show mac address-table | inc 0026.55da.c6b5 1 0026.55da.c6b5 DYNAMIC Gi0/15 c2960#show mac address-table | inc 0026.55da.c6b5 1 0026.55da.c6b5 DYNAMIC Gi0/16 c2960#show mac address-table | inc 0026.55da.c6b5 1 0026.55da.c6b5 DYNAMIC Gi0/15 c2960#show mac address-table | inc 0026.55da.c6b5 1 0026.55da.c6b5 DYNAMIC Gi0/16
em0 をダウンさせた場合は次のようになります．「ACTIVE」が em1 のみになります．通信は切断されずに継続されます．
# ifconfig em0 down
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto roundrobin lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=0<>
laggport: em1 flags=4<ACTIVE>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
この場合の ping は DUP は発生しません．(インターフェイスが1つだけなので当然ですが)
# ping 192.168.241.254 PING 192.168.241.254 (192.168.241.254): 56 data bytes 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.334 ms 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.235 ms 64 bytes from 192.168.241.254: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.229 ms ^C --- 192.168.241.254 ping statistics --- 3 packets transmitted, 3 packets received, 0.0% packet loss round-trip min/avg/max/stddev = 0.229/0.266/0.334/0.048 ms
em0 を再度 up させると次のようになります．em0 と em1 が再度「ACTIVE」になります．
# ifconfig em0 up
# ifconfig lagg0
lagg0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
options=481049b<RXCSUM,TXCSUM,VLAN_MTU,VLAN_HWTAGGING,VLAN_HWCSUM,LRO,VLAN_HWFILTER,NOMAP>
ether 00:26:55:da:c6:b5
inet 192.168.241.220 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.241.255
laggproto roundrobin lagghash l2,l3,l4
laggport: em0 flags=4<ACTIVE>
laggport: em1 flags=4<ACTIVE>
groups: lagg
media: Ethernet autoselect
status: active
nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
以上，roundrobin モードの解説です．
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