Hochverfügbarkeitsfunktionen für Switches der EX-Serie – Übersicht

VRRP

Sie können das Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) für IP und IPv6 auf den meisten Switch-Schnittstellen konfigurieren, einschließlich Gigabit-Ethernet-Schnittstellen, Hochgeschwindigkeits-Gigabit-Ethernet-Uplink-Schnittstellen und logische Schnittstellen. Wenn VRRP konfiguriert ist, fungieren die Switches als virtuelle Routing-Plattformen. VRRP ermöglicht es Hosts in einem LAN, redundante Routing-Plattformen in diesem LAN zu nutzen, ohne dass mehr als die statische Konfiguration einer einzelnen Standardroute auf den Hosts erforderlich ist. Die VRRP-Routing-Plattformen teilen sich die IP-Adresse, die der auf den Hosts konfigurierten Standardroute entspricht. Zu jeder Zeit ist eine der VRRP-Routing-Plattformen die primäre (aktive) und die anderen sind Backups. Wenn die primäre Routing-Plattform ausfällt, wird eine der Backup-Routing-Plattformen zur neuen primären, die eine virtuelle Standard-Routing-Plattform bereitstellt und das Routing des Datenverkehrs im LAN ermöglicht, ohne sich auf eine einzige Routing-Plattform zu verlassen. Mit VRRP kann ein Backup-Switch einen ausgefallenen Standard-Switch innerhalb weniger Sekunden übernehmen. Dies geschieht mit minimalem Verlust an VRRP-Datenverkehr und ohne Interaktion mit den Hosts.

Graceful-Restart des Protokolls

Bei Standardimplementierungen von Routing-Protokollen erfordert jede Serviceunterbrechung, dass ein betroffener Switch die Nachbarschaften zu benachbarten Switches neu berechnet, Routing-Tabelleneinträge wiederherstellt und andere protokollspezifische Informationen aktualisiert. Ein ungeschützter Neustart eines Switches kann zu Weiterleitungsverzögerungen, Routen-Flapping, Wartezeiten aufgrund der Protokollrekonvergenz und sogar zu Paketverlusten führen. Der ordnungsgemäße Neustart des Protokolls ermöglicht es einem neu startenden Switch und seinen Nachbarn, weiterhin Pakete weiterzuleiten, ohne die Netzwerkleistung zu unterbrechen. Da benachbarte Switches beim Neustart helfen (diese Nachbarn werden als Hilfsschalter bezeichnet), kann der Wiederanlaufschalter den vollen Betrieb schnell wieder aufnehmen, ohne die Algorithmen von Grund auf neu zu berechnen.

Auf den Switches kann ein Graceful-Restart des Protokolls auf aggregierte und statische Routen sowie auf Routing-Protokolle (BGP, IS-IS, OSPF und RIP) angewendet werden.

Der Graceful-Restart des Protokolls funktioniert für die verschiedenen Routing-Protokolle ähnlich. Die Hauptvorteile des ordnungsgemäßen Neustarts des Protokolls sind die unterbrechungsfreie Paketweiterleitung und die vorübergehende Unterdrückung aller Aktualisierungen des Routing-Protokolls. Der Graceful-Restart des Protokolls ermöglicht es einem Switch also, zwischengeschaltete Konvergenzzustände zu durchlaufen, die vor dem Rest des Netzwerks verborgen sind. Die meisten Implementierungen für einen ordnungsgemäßen Neustart definieren zwei Arten von Switches: den Neustart-Switch und den Hilfs-Switch. Der neu startende Switch erfordert eine schnelle Wiederherstellung der Weiterleitungsstatusinformationen, damit er die Weiterleitung des Netzwerkdatenverkehrs fortsetzen kann. Der Hilfsschalter unterstützt den Wiederanlaufschalter dabei. Einzelne Konfigurationsanweisungen für den ordnungsgemäßen Neustart gelten in der Regel entweder für den Neustart-Switch oder den Hilfs-Switch.

Redundante Routing-Engines

Redundante Routing-Engines sind zwei Routing-Engines, die in einem Switch oder einem Virtual Chassis installiert sind. Wenn ein Switch über zwei Routing-Engines verfügt, fungiert eine als primäre, während die andere als Backup für den Fall bereitsteht, dass die primäre Routing-Engine ausfällt. Wenn ein Virtual Chassis über zwei Routing-Engines verfügt, fungiert der Switch in der primären Rolle als primäre Routing-Engine und der Switch in der Backup-Rolle als Backup-Routing-Engine. Redundante Routing-Engines werden auf allen Virtual Chassis-Konfigurationen der EX-Serie unterstützt.

Die primäre Routing-Engine empfängt und überträgt Routing-Informationen, erstellt und verwaltet Routing-Tabellen, kommuniziert mit Schnittstellen und Packet Forwarding Engine-Komponenten des Switches und hat die volle Kontrolle über die Steuerungsebene des Switches.

Die Backup-Routing-Engine bleibt in Bezug auf Protokollzustände, Weiterleitungstabellen usw. mit der primären Routing-Engine synchronisiert. Wenn die primäre nicht verfügbar ist, übernimmt die Backup-Routing-Engine die Funktionen, die die primäre Routing-Engine ausführt.

Die Rekonvergenz des Netzwerks findet auf Switches und auf Virtual Chassis mit redundanten Routing-Engines schneller statt als auf Switches und auf Virtual Chassis mit einer einzigen Routing-Engine.

Virtual Chassis

Ein Virtual Chassis besteht aus mehreren miteinander verbundenen Switches, die als eine einzige Netzwerkeinheit arbeiten. Zu den Vorteilen der Verbindung mehrerer Switches in einem Virtual Chassis gehören eine bessere Bandbreitenverwaltung auf Netzwerkebene, eine einfachere Konfiguration und Wartung, da mehrere Geräte als ein einziges Gerät verwaltet werden können, eine vereinfachte Layer-2-Netzwerktopologie, die Schleifenvermeidungsprotokolle wie das Spanning Tree Protocol (STP) minimiert oder überflüssig macht, sowie eine verbesserte Fehlertoleranz und hohe Verfügbarkeit. Ein Virtual Chassis verbessert die hohe Verfügbarkeit aus folgenden Gründen:

• Unterstützung für Dual-Routing-Engine. Ein Virtual Chassis verfügt automatisch über zwei Routing-Engines – die Switches in der primären und der Backup-Rolle routing-engine – und bietet daher mehr Hochverfügbarkeitsoptionen als eigenständige Switches. Viele Hochverfügbarkeitsfunktionen, einschließlich Graceful Protocol Restart, Graceful Routing-Engine Switchover (GRES), Nonstop Software Upgrade (NSSU), Nonstop Active Routing (NSR) und Nonstop Bridging (NSB), sind für ein Virtual Chassis der EX-Serie verfügbar, die bei eigenständigen Switches der EX-Serie nicht verfügbar sind.

• Erhöhte Fehlertoleranz. Sie erhöhen die Optionen für die Fehlertoleranz, wenn Sie die Switches der EX-Serie in einem Virtual Chassis konfigurieren. Sie können beispielsweise Schnittstellen in einer Link Aggregation Group (LAG) mit Mitgliedsschnittstellen auf verschiedenen Mitglieds-Switches im selben Virtual Chassis konfigurieren, um sicherzustellen, dass der Netzwerkverkehr von einem Virtual Chassis empfangen wird, selbst wenn ein Switch oder eine physische Schnittstelle im Virtual Chassis ausfällt.

Graceful Routing-Engine Switchover

Sie können Graceful Routing-Engine Switchover (GRES) auf einem Switch mit redundanten Routing-Engines oder auf einem Virtual Chassis konfigurieren, sodass die Steuerung von der primären Routing-Engine zur Backup-Routing-Engine mit minimaler Unterbrechung der Netzwerkkommunikation umgeschaltet werden kann. Wenn Sie GRES konfigurieren, wird die Backup-Routing-Engine automatisch mit der primären Routing-Engine synchronisiert, um Kernelstatusinformationen und Weiterleitungsstatus beizubehalten. Alle Aktualisierungen der primären Routing-Engine werden auf die Backup-Routing-Engine repliziert, sobald sie auftreten. Wenn der Kernel auf der primären Routing-Engine nicht mehr aktiv ist, die primäre Routing-Engine einen Hardwarefehler erfährt oder der Administrator einen manuellen Switchover initiiert, wechselt die primäre Rolle zur Backup-Routing-Engine.

Wenn die Backup-Routing-Engine die primäre Rolle in einer redundanten Failover-Konfiguration übernimmt (d. h., wenn GRES nicht aktiviert ist), initialisieren die Paketweiterleitungs-Engines ihren Status mit dem Startstatus, bevor sie eine Verbindung mit der neuen primären Routing-Engine herstellen. Im Gegensatz dazu initialisieren die Paketweiterleitungs-Engines in einer GRES-Konfiguration ihren Zustand nicht neu, sondern synchronisieren ihren Zustand neu mit dem der neuen primären Routing-Engine. Die Unterbrechung des Datenverkehrs ist minimal.

Link-Aggregation

Sie können mehrere physische Ethernet-Ports zu einer logischen Punkt-zu-Punkt-Verbindung kombinieren, die als Link Aggregation Group (LAG) oder Bundle bezeichnet wird. Eine LAG bietet mehr Bandbreite, als eine einzelne Ethernet-Verbindung bereitstellen kann. Darüber hinaus bietet Link Aggregation Netzwerk Redundanz durch Lastausgleich des Datenverkehrs über alle verfügbaren Links. Sollte eine der Verbindungen ausfallen, führt das System automatisch einen Lastenausgleich für den Datenverkehr über alle verbleibenden Verbindungen durch. In einem Virtual Chassis können LAGs zum Lastausgleich des Netzwerkverkehrs zwischen den Switches der Mitglieder verwendet werden, was die hohe Verfügbarkeit erhöht, indem sichergestellt wird, dass der Netzwerkverkehr vom Virtual Chassis empfangen wird, selbst wenn eine einzelne Schnittstelle aus irgendeinem Grund ausfällt.

Die Anzahl der Ethernet-Schnittstellen, die Sie in eine LAG aufnehmen können, und die Anzahl der LAGs, die Sie auf einem Switch konfigurieren können, hängen vom Switch-Modell ab.

Nonstop Active Routing und Nonstop Bridging

Nonstop Active Routing (NSR) sorgt für hohe Verfügbarkeit in einem Switch mit redundanten Routing-Engines, indem es ein transparentes Switchover der Routing-Engines ermöglicht, ohne dass ein Neustart der unterstützten Layer-3-Routing-Protokolle erforderlich ist. Beide Routing-Engines sind bei der Verarbeitung von Protokollsitzungen voll aktiv, sodass jede für die andere übernehmen kann. Der Switchover ist für benachbarte Routing-Geräte transparent, die nicht erkennen, dass eine Änderung stattgefunden hat.

Nonstop Bridging (NSB) bietet den gleichen Mechanismus für Layer-2-Protokolle. NSB sorgt für hohe Verfügbarkeit in einem Switch mit redundanten Routing-Engines, indem es ein transparentes Switchover der Routing-Engines ermöglicht, ohne dass ein Neustart der unterstützten Layer-2-Protokolle erforderlich ist. Beide Routing-Engines sind bei der Verarbeitung von Protokollsitzungen voll aktiv, sodass jede für die andere übernehmen kann. Der Switchover ist für benachbarte Switching-Geräte transparent, die nicht erkennen, dass eine Änderung stattgefunden hat.

Um NSR oder NSB zu verwenden, müssen Sie auch GRES konfigurieren.

Nonstop-Aktualisierung der Software

Nonstop Software Upgrade (NSSU) ermöglicht es Ihnen, die Software auf einem Switch mit dualen Routing-Engines oder auf einem Virtual Chassis auf automatisierte Weise mit minimalen Datenverkehrsunterbrechungen zu aktualisieren. NSSU nutzt die Vorteile von GRES und NSR, um ein Upgrade der Junos OS-Version ohne Unterbrechung der Steuerungsebene zu ermöglichen. Darüber hinaus minimiert die NSSU Verkehrsunterbrechungen durch:

• Linecards einzeln in einem Virtual Chassis aktualisieren, sodass der Datenverkehr weiterhin durch die Linecards fließen kann, die nicht aktualisiert werden.

• Upgrade von Mitglieds-Switches nacheinander in allen anderen Virtual Chassis, sodass der Datenverkehr weiterhin durch die Mitglieder fließen kann, die nicht aktualisiert werden.

Durch die Konfiguration von LAGs, sodass sich die Member-Links auf verschiedenen Linecards oder Virtual Chassis-Mitgliedern befinden, können Sie bei der Durchführung einer NSSU minimale Datenverkehrsunterbrechungen erzielen.

Redundantes Stromversorgungssystem

Die meisten Ethernet-Switches von Juniper Networks verfügen über eine integrierte Funktion für redundante Netzteile. Wenn also ein Netzteil an diesen Switches ausfällt, übernimmt das andere Netzteil. .