Comprendre les fonctionnalités de haute disponibilité des routeurs Juniper Networks
Pour les plates-formes de routage Juniper Networks exécutant le système d’exploitation Junos (Junos OS), la haute disponibilité fait référence aux composants matériels et logiciels qui assurent la redondance et la fiabilité des communications basées sur les paquets. Cette rubrique fournit de brèves vues d’ensemble des fonctionnalités de haute disponibilité suivantes :
Redondance du moteur de routage
Les moteurs de routage redondants sont deux moteurs de routage installés sur la même plate-forme de routage. L’un fait office de serveur principal, tandis que l’autre sert de solution de secours en cas de défaillance du moteur de routage principal. Sur les plates-formes de routage dotées de deux moteurs de routage, la reconvergence du réseau s’effectue plus rapidement que sur les plates-formes de routage dotées d’un seul moteur de routage.
Basculement gracieux du moteur de routage
Le basculement GRES (Graceful Moteur de routage ) permet à une plate-forme de routage avec des moteurs de routage redondants de continuer à transférer des paquets, même si un moteur de routage tombe en panne. Le basculement du moteur de routage Graceful préserve les informations sur l’interface et le noyau. Le trafic n’est pas interrompu. Toutefois, le basculement normal du moteur de routage ne préserve pas le plan de contrôle. Les routeurs voisins détectent que le routeur a connu un redémarrage et réagissent à l’événement de la manière prescrite par les spécifications du protocole de routage individuel.
Pour préserver le routage lors d’un basculement, le basculement gracieux du moteur de routage doit être associé à des extensions de protocole de redémarrage gracieux ou à un routage actif ininterrompu. Pour plus d’informations, reportez-vous à Présentation des concepts de basculement du moteur de routage gracieux et de routage actif ininterrompu.
Dans les routeurs T Series, TX Matrix et TX Matrix Plus, le plan de contrôle est préservé en cas de GRES avec NSR, et 75 % du débit de ligne du trafic par moteur de transfert de paquets reste ininterrompu pendant le GRES.
Pontage non-stop
Le pontage ininterrompu permet à une plate-forme de routage universelle 5G MX Series dotée de moteurs de routage redondants de passer d’un moteur de routage principal à un moteur de routage de secours sans perdre les informations du protocole de contrôle de couche 2 (L2CP). Le pontage ininterrompu utilise la même infrastructure que le basculement du moteur de routage pour préserver les informations de l’interface et du noyau. Toutefois, le pontage ininterrompu enregistre également les informations L2CP en exécutant le processus L2CPD (L2CPD) sur le moteur de routage de secours.
Pour utiliser le pontage ininterrompu, vous devez d’abord activer le basculement gracieux du moteur de routage.
Le pontage ininterrompu est pris en charge pour les protocoles de contrôle de couche 2 suivants :
Protocole STP (Spanning Tree Protocol)
Protocole RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)
Protocole MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol)
Protocole VSTP (VLAN Spanning Tree Protocol)
Pour plus d’informations, reportez-vous à la section Concepts de pontage ininterrompu.
Routage actif ininterrompu
Le NSR (NonStop active Routing) permet à une plate-forme de routage dotée de moteurs de routage redondants de passer d’un moteur de routage principal à un moteur de routage de secours sans avertir les nœuds homologues qu’un changement s’est produit. Le routage actif ininterrompu utilise la même infrastructure que le basculement gracieux du moteur de routage pour préserver les informations de l’interface et du noyau. Toutefois, le routage actif ininterrompu préserve également les informations de routage et les sessions de protocole en exécutant le processus de protocole de routage (rpd) sur les deux moteurs de routage. De plus, le routage actif ininterrompu préserve les connexions TCP maintenues dans le noyau.
Pour utiliser le routage actif ininterrompu, vous devez également configurer le basculement du moteur de routage normal.
Pour obtenir la liste des protocoles et des fonctionnalités pris en charge par le routage actif ininterrompu, consultez Prise en charge des fonctionnalités et protocole de routage actif ininterrompu.
Pour plus d’informations sur le routage actif ininterrompu, reportez-vous à la section Concepts de routage actif ininterrompu.
Redémarrage en douceur
Avec les protocoles de routage, toute interruption de service nécessite qu’un routeur affecté recalcule les adjacences avec les routeurs voisins, restaure les entrées de la table de routage et mette à jour d’autres informations spécifiques au protocole. Un redémarrage non protégé d’un routeur peut entraîner des retards de transfert, des instabilités de routage, des temps d’attente dus à la reconvergence du protocole et même la perte de paquets. Pour remédier à cette situation, le redémarrage gracieux fournit des extensions aux protocoles de routage. Ces extensions de protocole définissent deux rôles pour un routeur : le redémarrage et l’assistance. Les extensions signalent aux routeurs voisins qu’un routeur est en cours de redémarrage et empêchent les voisins de propager le changement d’état sur le réseau pendant un intervalle d’attente de redémarrage normal. Les principaux avantages du redémarrage gracieux sont le transfert ininterrompu des paquets et la suppression temporaire de toutes les mises à jour du protocole de routage. Le redémarrage gracieux permet à un routeur de passer par des états de convergence intermédiaires qui sont cachés au reste du réseau.
Lorsqu’un routeur exécute un redémarrage normal et que le routeur cesse d’envoyer et de répondre aux messages d’activité du protocole (hellos), les contiguïtés supposent un redémarrage normal et commencent à exécuter une minuterie pour surveiller le routeur en redémarrage. Pendant cet intervalle, les routeurs d’assistance ne traitent pas de changement d’adjacence pour le routeur qu’ils supposent redémarrer, mais poursuivent le routage actif avec le reste du réseau. Les routeurs d’assistance supposent que le routeur peut continuer le transfert dynamique en fonction du dernier état de routage conservé lors du redémarrage.
Si le routeur était en train de redémarrer et qu’il est de retour avant l’expiration de la période de minuterie gracieuse dans tous les routeurs d’assistance, les routeurs d’assistance fournissent au routeur la table de routage, la table de topologie ou la table d’étiquettes (selon le protocole), quittent la période de grâce et reviennent au routage réseau normal.
Si le routeur ne termine pas sa négociation avec les routeurs d'assistance avant l'expiration de la période de minuterie gracieuse dans tous les routeurs d'assistance, les routeurs d'assistance traitent le changement d'état du routeur et envoient des mises à jour de routage, de sorte que la convergence se produise sur le réseau. Si un routeur d’assistance détecte une défaillance de liaison à partir du routeur, la modification de topologie entraîne la sortie du routeur d’assistance de la période d’attente normale et l’envoi de mises à jour de routage, de sorte que la convergence du réseau se produise.
Pour permettre à un routeur de redémarrer correctement, vous devez inclure l’instruction graceful-restart au niveau global [edit routing-options] ou [edit routing-instances instance-name routing-options] hiérarchique. Vous pouvez, si vous le souhaitez, modifier les paramètres globaux au niveau de chaque protocole. Lorsqu’une session de routage est démarrée, un routeur configuré avec le redémarrage gracieux doit négocier avec ses voisins pour le prendre en charge lorsqu’il subit un redémarrage gracieux. Un routeur voisin acceptera le mode d’assistance de négociation et de prise en charge sans nécessiter de redémarrage gracieux pour être configuré sur le routeur voisin.
Un événement de basculement du moteur de routage sur un routeur d’assistance qui est dans l’état d’attente gracieuse entraîne l’abandon de l’état d’attente par le routeur et la propagation du changement d’état de contiguïté sur le réseau.
Le redémarrage normal est pris en charge pour les protocoles et applications suivants :
BGP
ES-IS
IS-IS
OSPF/OSPFv3
Mode clairsemé PIM
RIP/RIPng
Protocoles liés au MPLS, y compris :
LDP (Label Distribution Protocol)
Protocole de réservation de ressources (RSVP)
Connexion croisée de circuit (CCC)
Connexion croisée translationnelle (TCC)
Réseaux privés virtuels (VPN) de couche 2 et 3
Pour plus d’informations, reportez-vous à la section Concepts de redémarrage gracieux.
Routage actif non-stop et redémarrage en douceur
Le routage actif ininterrompu et le redémarrage normal sont deux méthodes différentes pour maintenir une haute disponibilité. Un redémarrage normal nécessite un redémarrage du routeur. Lorsqu’un routeur effectue un redémarrage normal, il s’appuie sur ses voisins (ou assistants) pour restaurer les informations de son protocole de routage. Le redémarrage est le mécanisme par lequel les assistants sont signalés pour quitter l’intervalle d’attente et commencer à fournir des informations de routage au routeur de redémarrage Pour plus d’informations, consultez Concepts de redémarrage gracieux.
En revanche, un routage actif ininterrompu n’implique pas de redémarrage du routeur. Les moteurs de routage principal et secondaire exécutent le processus de protocole de routage (rpd) et échangent des mises à jour avec leurs voisins. Lorsqu’un moteur de routage tombe en panne, le routeur bascule simplement sur le moteur de routage actif pour échanger des informations de routage avec ses voisins. En raison de ces différences de fonctionnalités, le routage ininterrompu et le redémarrage progressif s’excluent mutuellement. Le routage actif ininterrompu ne peut pas être activé lorsque le routeur est configuré en tant que routeur à redémarrage normal. Si vous incluez l’instruction graceful-restart à n’importe quel niveau hiérarchique et l’instruction nonstop-routing au niveau hiérarchique [edit routing-options] et que vous essayez de valider la configuration, la demande de validation échoue. Pour plus d’informations, reportez-vous à la section Concepts de routage actif ininterrompu.
Effets d’un basculement de moteur de routage
Effets d’un basculement du moteur de routage décrit les effets d’un basculement du moteur de routage lorsqu’aucune fonctionnalité de haute disponibilité n’est activée et lorsque le basculement du moteur de routage gracieux, le redémarrage gracieux et les fonctionnalités de routage actif ininterrompu sont activées.
VRRP (en anglais)
Le protocole VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) permet aux hôtes d’un réseau local d’utiliser des plates-formes de routage redondantes (paires principale et de secours) sur le réseau local, ce qui ne nécessite que la configuration statique d’un seul itinéraire par défaut sur les hôtes.
Les paires de la plate-forme de routage VRRP partagent l’adresse IP correspondant à la route par défaut configurée sur les hôtes. À tout moment, l’une des plates-formes de routage VRRP est la principale (active) et les autres sont des sauvegardes. En cas de défaillance du serveur principal, l’un des routeurs ou commutateurs de secours devient le nouveau routeur principal.
VRRP présente des avantages en termes de facilité d’administration, de débit et de fiabilité du réseau :
Il fournit une plate-forme de routage virtuelle par défaut.
Il permet d’acheminer le trafic sur le réseau local sans point de défaillance unique.
Un routeur de sauvegarde virtuelle peut prendre en charge un routeur par défaut défaillant :
En quelques secondes.
Avec un minimum de trafic VRRP.
Sans aucune interaction avec les hôtes.
Les périphériques exécutant VRRP choisissent dynamiquement un routeur principal et un routeur de secours. Vous pouvez également forcer l’affectation des routeurs principaux et secondaires en utilisant des priorités comprises entre 1 et 255, 255 étant la priorité la plus élevée.
En VRRP, le routeur principal par défaut envoie des messages publicitaires aux routeurs de secours à intervalles réguliers (1 seconde par défaut). Si un routeur de secours ne reçoit pas d’annonce pendant une période définie, le routeur de secours ayant la priorité immédiatement la plus élevée prend le relais en tant que routeur principal et commence à transférer des paquets.
À partir de la version 13.2 de Junos OS, le routage actif ininterrompu (NSR) VRRP est activé uniquement lorsque vous configurez l’instruction nonstop-routing au niveau de la [edit routing-options] hiérarchie ou [edit logical system logical-system-name routing-options]
Pour plus d’informations, reportez-vous à la section Présentation de VRRP.
ISSU unifié
Une mise à niveau logicielle en service unifié (ISSU unifiée) vous permet d’effectuer une mise à niveau entre deux versions différentes de Junos OS sans interruption sur le plan de contrôle et avec une interruption minimale du trafic. Unified ISSU n’est pris en charge que par les plates-formes à double moteur de routage. En outre, le basculement GRES (Graceful Moteur de routage Switchover) et le routage actif ininterrompu (NSR) doivent être activés.
Avec un ISSU unifié, vous pouvez éliminer les temps d’arrêt du réseau, réduire les coûts d’exploitation et fournir des niveaux de service plus élevés. Pour plus d’informations, reportez-vous à la section Prise en main de la mise à niveau logicielle unifiée en service.
Redondance entre châssis pour les routeurs MX Series à l’aide de Virtual Chassis
La redondance entre châssis est une fonctionnalité de haute disponibilité qui peut s’étendre sur des équipements répartis sur plusieurs zones géographiques afin d’éviter les pannes de réseau et de protéger les routeurs contre les défaillances des liaisons d’accès, des liaisons montantes et des pannes de châssis wholesale sans perturber visiblement les abonnés connectés ni alourdir la charge de gestion du réseau pour les fournisseurs de services. Alors que le trafic audio et vidéo prioritaire est de plus en plus acheminé sur le réseau, la redondance entre châssis est devenue indispensable pour assurer une redondance dynamique sur les équipements de gestion des abonnés haut débit tels que les routeurs de services haut débit, les passerelles de réseau haut débit et les serveurs d’accès distant haut débit. La prise en charge de la redondance entre châssis permet aux fournisseurs de services de respecter des accords de niveau de service (SLA) stricts et d’éviter les pannes de réseau imprévues afin de mieux répondre aux besoins de leurs clients.
Pour fournir une solution de redondance interchâssis dynamique aux plates-formes de routage universelles 5G MX Series, vous pouvez configurer un Virtual Chassis. Une configuration Virtual Chassis interconnecte deux routeurs MX Series en un système logique que vous pouvez gérer comme un seul élément réseau. Les routeurs membres d’un Virtual Chassis sont désignés comme routeur principal (également appelé routeur principal de protocole) et routeur de secours (également appelé sauvegarde de protocole). Les routeurs membres sont interconnectés au moyen de ports Virtual Chassis dédiés que vous configurez sur les interfaces MPC/MIC (Modular Port Concentrator/Modular Interface Card) Trio.
Un Virtual Chassis MX Series est géré par le protocole VCCP (Virtual Chassis Control Protocol), un protocole de contrôle dédié basé sur IS-IS. VCCP s’exécute sur les interfaces de port de Virtual Chassis et est responsable de la création de la topologie de Virtual Chassis, du choix du routeur principal Virtual Chassis et de l’établissement de la table de routage entre châssis pour acheminer le trafic au sein de Virtual Chassis.
À partir de la version 11.2 de Junos OS, les configurations Virtual Chassis sont prises en charge sur les plates-formes de routage universelles MX240, MX480 et MX960 dotées d’interfaces MPC/MIC Trio et de moteurs de routage doubles. En outre, le basculement GRES (Graceful Moteur de routage) et le routage actif ininterrompu (NSR) doivent être activés sur les deux routeurs membres du Virtual Chassis.
Comportement de haute disponibilité spécifique à la plate-forme sur ACX7000 Series
L’architecture matérielle de ACX7000 série d’appareils diffère de celle des appareils des séries PTX et MX. Dans les appareils PTX et MX Series, le FPC héberge à la fois le PFE du chemin de données et les ports WAN (PIC/MIC). Sur les appareils PTX et MX Series, chaque FPC est conçu pour inclure la ressource de calcul du processeur afin de gérer les composants FPC.
Sur ACX7000 série d’équipements, la FRU FEB (Forwarding Engine Board) contient uniquement le complexe PFE et l’moteur de routage contient le complexe de calcul CPU. La FRU du moteur de routage exécute à la fois les applications du moteur de routage et les applications de carte de ligne.
Le tableau suivant répertorie les attributs et fonctionnalités de haute disponibilité pris en charge sur ACX7000 série d’appareils :
| Attributs et fonctionnalités de haute disponibilité |
ACX7509 |
ACX7348 |
|---|---|---|
| Redondance du plan de contrôle (RE) |
Oui |
Oui |
| Redondance du plan de données (PFE) |
Oui |
Non |
| GRES+GR |
Oui |
Oui |
| GRES+NSR |
Oui |
Oui |
En ACX7348, si vous modifiez le flux actuel ou introduisez un nouveau flux pendant le basculement moteur de routage, la convergence n’a lieu qu’à la fin du basculement. Les modifications de topologie lors du basculement ne sont appliquées qu’après le basculement. Une perte de trafic et une perte mineure de statistiques sont à prévoir lors du basculement.
GRES est activé par défaut sur le système d’exploitation Junos Evolved et ne peut pas être désactivé
Pour conserver le routage lors d’un basculement, GRES doit être combiné avec :
- Extensions de protocole GR (Graceful restart)
- NSR (NonStop Active Routing) et NSB (NonStop Bridging)
Sur ACX7348 appareil, si une configuration appartenant à des fonctionnalités telles que Broadband passerelle réseau (BNG), VXLAN, sFlow, J-Flow et la mise en miroir des ports est détectée lors de moteur de routage basculement, le chemin de données est réinitialisé et une reconvergence du trafic est observée.
Avant d’émettre une commande de basculement à partir du moteur de routage principal, vérifiez l’état du moteur de routage de secours à l’aide de la commande show system switchover du moteur de routage de secours. Si l’état du basculement est prêt, exécutez la commande de basculement.
La commande de basculement peut être émise même si le moteur de routage de secours n’est pas prêt. Dans ce cas, le moteur de routage basculera le moteur de routage principal (même si la sauvegarde n’est pas prête) et le comportement du système est indéterminé.
Le basculement vers le moteur de routage génère des pertes comptabilisées statistiques pour la durée du temps de basculement.
ACX7509 prend en charge la redondance moteur de routage comme indiqué dans le tableau suivant :
| Configuration du système |
Redondance |
|---|---|
| ER simple / FEB unique |
Sans objet. Le système fonctionne en mode non redondant |
| Double ER / double FEB |
Supporté |
| Double RE / FEB simple |
Non pris en charge. Le système fonctionne en mode non redondant |
| RE simple / FEB double |
Non pris en charge. Le système fonctionne en mode non redondant |
Les protocoles de synchronisation ne prennent pas en charge la haute disponibilité. Par conséquent, les applications de synchronisation s'exécutent uniquement sur le moteur de routage principal actif et ne s'exécutent pas sur le moteur de routage de secours. Les applications de synchronisation redémarrent lors du basculement du moteur de routage. Lors du basculement du moteur de routage, le basculement RE avec ou sans grâce, PTP, GM et SYNCE perdent le verrou et le boîtier passe à l’état FREERUN. Le chemin du paquet PTP à l’intérieur du matériel sera interrompu. Tous les appareils en aval basculent vers un autre équipement principal du réseau. Si aucun autre serveur principal n’est présent, tous les périphériques en aval passent à l’état HOLDOVER.
Sur ACX7348 appareil, si vous appuyez sur le bouton Online/Offline (En ligne/Hors ligne) du moteur de routage principal, le basculement vers le moteur de routage de secours se fait sans problème. Vous pouvez retirer la carte du moteur de routage en toute sécurité une fois les voyants du moteur de routage éteints. Le fait d’appuyer sur le bouton En ligne/Hors ligne du moteur de routage de sauvegarde n’a aucun effet sur le moteur de routage principal.