EX 系列交换机的高可用性功能概述
高可用性 是指为网络通信提供冗余和可靠性的硬件和软件组件。本主题介绍瞻博网络 EX 系列以太网交换机的以下高可用性功能:
VRRP
您可以在大多数交换机接口(包括千兆以太网接口、高速千兆以太网上行链路接口和逻辑接口)上为 IP 和 IPv6 配置虚拟路由器冗余协议 (VRRP)。配置 VRRP 后,交换机将充当虚拟路由平台。VRRP 使 LAN 上的主机能够利用该 LAN 上的冗余路由平台,而只需要在主机上对单个默认路由进行静态配置。VRRP 路由平台共享与主机上配置的默认路由对应的 IP 地址。在任何时候,其中一个 VRRP 路由平台都是主(活动),而其他平台是备份。如果主路由平台发生故障,则其中一个备用路由平台将成为新的主路由平台,从而提供虚拟默认路由平台,并使 LAN 上的流量能够在不依赖单个路由平台的情况下进行路由。使用 VRRP,备用交换机可以在几秒钟内接管发生故障的默认交换机。这是在将 VRRP 流量损失降至最低的情况下完成的,并且不会与主机进行任何交互。
平滑协议重启
使用标准路由协议实施时,任何服务中断都需要受影响的交换机重新计算与相邻交换机的邻接关系,还原路由表条目,并更新其他特定于协议的信息。交换机在未受保护的情况下重启可能会导致转发延迟、路由抖动、协议重新融合导致的等待时间,甚至丢包。平滑协议重启使重新启动的交换机及其邻接方能够继续转发数据包,而不会中断网络性能。由于相邻交换机协助重启(这些邻接交换机称为助手交换机),因此重启交换机可以快速恢复完全运行,而无需从头开始重新计算算法。
在交换机上,可对聚合和静态路由以及路由协议(BGP、IS-IS、OSPF 和 RIP)应用平滑协议重启。
平滑协议重启对于不同的路由协议的工作方式类似。正常协议重启的主要好处是数据包转发不间断,并暂时抑制所有路由协议更新。因此,平滑协议重启允许交换机通过对网络其余部分隐藏的中间融合状态。大多数平滑重启实现定义了两种类型的交换机:重启交换机和辅助交换机。重新启动的交换机需要快速恢复转发状态信息,以便可以恢复网络流量的转发。在此过程中,帮助程序交换机协助重新启动交换机。单独的平滑重启配置语句通常适用于重新启动交换机或辅助交换机。
冗余路由引擎
冗余路由引擎是安装在交换机或 虚拟机箱中的两个路由引擎。当交换机有两个路由引擎时,一个充当主路由引擎,而另一个则在主路由引擎发生故障时作为备用引擎。当虚拟机箱有两个路由引擎时,担任主角色的交换机充当主路由引擎,而担任备份角色的交换机则充当备份路由引擎。瞻博网络 EX6200 以太网交换机、瞻博网络 EX8200 以太网交换机以及所有 EX 系列虚拟机箱配置都支持冗余路由引擎。
主路由引擎接收和传输路由信息,构建和维护路由表,与交换机的接口和数据包转发引擎组件通信,并对交换机的控制平面具有完全控制权。
备份路由引擎在协议状态、转发表等方面与主路由引擎保持同步。如果主路由引擎不可用,备份路由引擎将接管主执行的功能。
与使用单个路由引擎的交换机和虚拟机箱相比,在具有冗余路由引擎的交换机和虚拟机箱上实现网络重新融合的速度更快。
虚拟机箱
虚拟机箱是连接在一起的多个交换机,它们作为单个网络实体运行。将多个交换机连接到一个虚拟机箱中的优势包括:在网络层更好地管理带宽,简化配置和维护,因为可以将多个设备作为一台设备进行管理,简化的第 2 层网络拓扑,最大限度减少或消除对生成树协议 (STP) 等环路预防协议的需求,以及改进的容错和高可用性。由于以下原因,虚拟机箱提高了高可用性:
支持双路由引擎。虚拟机箱会自动拥有两个路由引擎(主角色交换机和备份
routing-engine
角色的交换机),因此,它提供的高可用性选项比独立交换机更多。许多高可用性功能,包括平稳的协议重启、平稳的路由引擎切换 (GRES)、不间断软件升级 (NSSU)、不间断活动路由 (NSR) 和不间断桥接 (NSB),适用于 EX 系列虚拟机箱,而这些功能在独立 EX 系列交换机上是不可用的。提高容容错能力。在将 EX 系列交换机配置到虚拟机箱中时,您可以增加容容错选项。例如,您可以将接口配置为链路聚合组 (LAG),在同一虚拟机箱中的不同成员交换机上使用成员接口,以确保即使虚拟机箱中的交换机或物理接口发生故障,虚拟机箱也能接收网络流量。
瞻博网络 EX2200 以太网交换机、瞻博网络 EX3300 以太网交换机、瞻博网络 EX4200 以太网交换机、瞻博网络 EX4300 以太网交换机、瞻博网络 EX4500 以太网交换机、瞻博网络 EX4550 以太网交换机 或瞻博网络 EX8200 以太网交换机 可以组成一个虚拟机箱。EX4200、EX4500 和 EX4550 交换机可以互连在一起,组成混合虚拟机箱。
平滑路由引擎切换
您可以在具有冗余路由引擎的交换机或虚拟机箱上配置 平滑路由引擎切换 (GRES),从而控制从主路由引擎切换到备用路由引擎,同时将网络通信中断降至最低。配置 GRES 时,备份路由引擎会自动与主路由引擎同步,以保留内核状态信息和转发状态。对主路由引擎的任何更新都会在发生更新后立即复制到备份路由引擎。如果主路由引擎上的内核停止运行,主路由引擎遇到硬件故障,或者管理员发起手动切换,则主要角色将切换到备份路由引擎。
当备份路由引擎在冗余故障切换配置中担任主要角色时(即未启用 GRE 时),数据包转发引擎在连接到新的主路由引擎之前,会将其状态初始化为启动状态。相反,在 GRES 配置中,数据包转发引擎不会重新初始化其状态,而是将其状态重新同步到新的主路由引擎的状态。对交通的干扰是最小的。
链路聚合
您可以组合多个物理以太网端口来形成逻辑点对点链路,称为链路聚合组 (LAG) 或束。LAG 提供的带宽比单个以太网链路所能提供的带宽更多。此外,链路聚合通过在所有可用链路之间对流量进行负载均衡来提供网络冗余。如果其中一个链路发生故障,系统会自动对其余所有链路的流量进行负载均衡。在虚拟机箱中,LAG 可用于对成员交换机之间的网络流量进行负载均衡,即使单个接口因任何原因发生故障,也能确保虚拟机箱接收网络流量,从而提高高可用性。
LAG 中可包含的以太网接口数量以及可在交换机上配置的 LAG 数量取决于交换机型号。
不间断活动路由和不间断桥接
不间断活动路由 (NSR) 通过实现路由引擎的透明切换,无需重新启动受支持的第 3 层路由协议,在具有冗余路由引擎的交换机中提供高可用性。两个路由引擎在处理协议会话时都处于完全活动状态,因此每个路由引擎都可以接替另一个引擎。切换对相邻路由设备是透明的,不会检测到发生了更改。
不间断桥接 (NSB) 为第 2 层协议提供相同的机制。NSB 通过启用路由引擎的透明切换,无需重新启动受支持的第 2 层协议,在具有冗余路由引擎的交换机中提供高可用性。两个路由引擎在处理协议会话时都处于完全活动状态,因此每个路由引擎都可以接替另一个引擎。该切换对邻接交换设备是透明的,不会检测到是否发生了更改。
要使用 NSR 或 NSB,还必须配置 GRES。
不间断软件升级
不间断软件升级 (NSSU) 允许您在具有双路由引擎的交换机上或虚拟机箱上以自动方式升级软件,并将流量中断降至最低。NSSU 利用 GRES 和 NSR 在不中断控制平面的情况下升级 Junos OS 版本。此外,NSSU 还通过以下方式最大限度地减少交通中断:
在 EX6200 交换机、EX8200 交换机或 EX8200 虚拟机箱中一次升级一个线卡,以允许流量继续流经未升级的线卡。
在所有其他虚拟机箱中一次升级一台成员交换机,从而允许流量继续流经未升级的成员。
通过将 LAG 配置为成员链路驻留在不同的线卡或虚拟机箱成员上,可以在执行 NSSU 时将流量中断降至最低。
冗余电源系统
大多数瞻博网络以太网交换机都内置冗余电源功能,因此,如果这些交换机上的一个电源发生故障,另一个电源将接管。但是,EX2200 交换机和 EX3300 交换机只有一个内部固定电源。如果 EX2200 交换机或 EX3300 交换机部署在危急情况下,我们建议您将冗余电源系统 (RPS) 连接到该交换机,以便在内部电源发生故障时提供备用电源。RPS 不是主电源,它仅在单个专用电源发生故障时为交换机提供备用电源。RPS 与连接到它的交换机的单个专用电源并行运行,并为所有连接的交换机提供足够的功率来支持以太网供电 (PoE) 或非 PoE 设备。有关 RPS 的详细信息,请参阅 EX 系列冗余电源系统硬件概述。