EXシリーズスイッチの高可用性機能の概要

VRRP

ギガビットイーサネットインターフェイス、高速ギガビットイーサネットアップリンクインターフェイス、論理インターフェイスなど、ほとんどのスイッチインターフェイスでIPとIPv6用の仮想ルーター冗長プロトコル(VRRP)を設定できます。VRRP が設定されている場合、スイッチは仮想ルーティング プラットフォームとして機能します。VRRP を使用すると、LAN 上のホストは、ホスト上の単一のデフォルト ルートの静的設定以上のものを必要とすることなく、その LAN 上の冗長ルーティング プラットフォームを使用できます。VRRP ルーティング プラットフォームは、ホストに設定されたデフォルト ルートに対応する IP アドレスを共有します。常に、VRRPルーティングプラットフォームの1つがプライマリ(アクティブ)で、残りがバックアップです。プライマリルーティングプラットフォームに障害が発生した場合、バックアップルーティングプラットフォームの1つが新しいプライマリルーティングプラットフォームとなり、仮想的なデフォルトルーティングプラットフォームを提供し、単一のルーティングプラットフォームに依存せずにLAN上のトラフィックをルーティングできるようになります。VRRP を使用すると、バックアップ スイッチが障害が発生したデフォルト スイッチを数秒以内に引き継ぐことができます。これは、VRRP トラフィックの損失を最小限に抑え、ホストとのやり取りなしで行われます。

グレースフル プロトコル リスタート

ルーティングプロトコルの標準実装では、サービスが中断された場合、影響を受けたスイッチは、隣接するスイッチとの隣接関係の再計算、ルーティングテーブルエントリーの復元、その他のプロトコル固有の情報の更新を行う必要があります。スイッチを無防備に再起動すると、転送の遅延、ルートフラッピング、プロトコルの再コンバージェンスに起因する待ち時間、さらにはパケットのドロップが発生する可能性があります。グレースフル プロトコル リスタートにより、再起動中のスイッチとそのネイバーは、ネットワーク パフォーマンスを中断することなくパケットの転送を継続できます。隣接するスイッチが再起動を支援するため(これらの隣接スイッチはヘルパー スイッチと呼ばれます)、再起動中のスイッチは、アルゴリズムをゼロから再計算することなく、完全な動作を素早く再開できます。

スイッチでは、グレースフルプロトコルリスタートをアグリゲートルートとスタティックルート、ルーティングプロトコル(BGP、IS-IS、OSPF、RIP)に適用できます。

グレースフル プロトコル リスタートは、異なるルーティング プロトコルでも同様に機能します。グレースフル プロトコル リスタートの主なメリットは、パケット転送の中断と、すべてのルーティング プロトコルの更新の一時的な抑制です。したがって、グレースフル プロトコル リスタートにより、スイッチはネットワークの他の部分からは見えない中間コンバージェンス状態を通過できます。ほとんどのグレースフル リスタート実装では、再起動スイッチとヘルパー スイッチの 2 種類のスイッチが定義されています。スイッチを再起動するには、ネットワークトラフィックの転送を再開できるように、転送状態情報を迅速に復元する必要があります。ヘルパースイッチは、このプロセスにおいてスイッチの再起動を支援します。個々のグレースフルリスタート設定ステートメントは、通常、再起動スイッチまたはヘルパースイッチのいずれかに適用されます。

冗長ルーティングエンジン

冗長ルーティングエンジンとは、スイッチまたは バーチャルシャーシにインストールされる2つのルーティングエンジンのことです。スイッチに2つのルーティングエンジンがある場合、1つはプライマリとして機能し、もう1つはプライマリルーティングエンジンに障害が発生した場合のバックアップとして待機します。バーチャルシャーシに2つのルーティングエンジンがある場合、プライマリロールのスイッチがプライマリルーティングエンジンとして機能し、バックアップロールのスイッチがバックアップルーティングエンジンとして機能します。冗長ルーティングエンジンは、すべてのEXシリーズバーチャルシャーシ構成でサポートされています。

プライマリルーティングエンジンは、ルーティング情報の受信と送信、ルーティングテーブルの構築と維持、スイッチのインターフェイスおよびパケット転送エンジンコンポーネントとの通信を行い、スイッチのコントロールプレーンを完全に制御します。

バックアップのルーティングエンジンは、プロトコルの状態や転送テーブルなどの点でプライマリルーティングエンジンと同期した状態を維持します。プライマリが利用できなくなった場合、バックアップのルーティングエンジンがプライマリルーティングエンジンが実行する機能を引き継ぎます。

ネットワークの再コンバージェンスは、単一のルーティングエンジンを搭載したスイッチやバーチャルシャーシの場合よりも、冗長ルーティングエンジンを搭載したスイッチやバーチャルシャーシの方がバーチャルシャーシでより迅速に行われます。

バーチャルシャーシ

バーチャルシャーシは、互いに接続された複数のスイッチで、単一のネットワークエンティティとして動作します。複数のスイッチをバーチャルシャーシに接続するメリットには、ネットワーク層での帯域幅の管理がしやすくなること、複数のデバイスを単一のデバイスとして管理できるため、構成やメンテナンスが簡素化されること、レイヤー2ネットワークトポロジーが簡素化され、スパニングツリープロトコル(STP)などのループ防止プロトコルの必要性が最小化または不要になること、耐障害性と高可用性が向上することなどが挙げられます。バーチャルシャーシは、以下の理由で高可用性を向上させます。

• デュアルルーティングエンジンのサポート。バーチャルシャーシは、プライマリとバックアップ routing-engine の役割のスイッチという2つのルーティングエンジンを自動的に持つため、スタンドアロンスイッチよりも多くの高可用性オプションを提供します。スタンドアロンのEXシリーズスイッチでは利用できない、グレースフルプロトコル再起動、グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバー(GRES)、ノンストップソフトウェアアップグレード(NSSU)、ノンストップアクティブルーティング(NSR)、ノンストップブリッジング(NSB)などの多くの高可用性機能がEXシリーズバーチャルシャーシで利用可能です。

• 耐障害性の向上。耐障害性オプションは、EXシリーズスイッチをバーチャルシャーシに構成すると増加します。例えば、同じバーチャルシャーシ内の異なるメンバースイッチ上のメンバーインターフェイスを持つリンクアグリゲーショングループ(LAG)にインターフェイスを設定し、バーチャルシャーシ内のスイッチまたは物理インターフェイスに障害が発生した場合でも、バーチャルシャーシがネットワークトラフィックを受信するようにすることができます。

グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバー

冗長ルーティングエンジンを搭載したスイッチやバーチャルシャーシで グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバー (GRES)を設定することで、ネットワーク通信の中断を最小限に抑えながら、プライマリルーティングエンジンからバックアップルーティングエンジンに切り替えることができます。GRES を設定すると、バックアップ ルーティングエンジンがプライマリ ルーティングエンジンと自動的に同期し、カーネル状態情報と転送状態を保持します。プライマリルーティングエンジンに対する更新は、発生し次第バックアップルーティングエンジンに複製されます。プライマリルーティングエンジン上のカーネルが動作を停止した場合、プライマリルーティングエンジンでハードウェア障害が発生した場合、または管理者が手動でスイッチオーバーを開始した場合、プライマリロールはバックアップルーティングエンジンに切り替わります。

バックアップルーティングエンジンが冗長フェイルオーバー設定で主要な役割を担う場合(つまり、GRES が有効になっていない場合)、パケット転送エンジンは、新しいプライマリルーティングエンジンに接続する前に、その状態をブート状態に初期化します。一方、GRES設定では、パケット転送エンジンは状態を再初期化せず、新しいプライマリルーティングエンジンの状態に再同期します。トラフィックの中断は最小限に抑えられます。

リンクアグリゲーション

複数の物理イーサネットポートを組み合わせて、リンクアグリゲーショングループ(LAG)またはバンドルと呼ばれる論理的なポイントツーポイントリンクを形成できます。LAGは、単一のイーサネットリンクが提供できるよりも多くの帯域幅を提供します。さらに、リンクアグリゲーションは、利用可能なすべてのリンクにわたってトラフィックをロードバランシングすることで、ネットワークの冗長性を提供します。リンクの1つに障害が発生した場合、システムは残りのすべてのリンク間でトラフィックを自動的にロードバランシングします。バーチャルシャーシでは、LAGを使用してメンバースイッチ間のネットワークトラフィックのロードバランシングが可能であり、これにより、単一のインターフェイスが何らかの理由で障害が発生した場合でも、ネットワークトラフィックがバーチャルシャーシによって確実に受信され、高可用性が向上します。

LAGに含めることができるイーサネットインターフェイスの数とスイッチに設定できるLAGの数は、スイッチモデルによって異なります。

ノンストップのアクティブルーティングとノンストップブリッジング

ノンストップアクティブルーティング (NSR)は、サポートされているレイヤー3ルーティングプロトコルを再起動することなくルーティングエンジンの透過的なスイッチオーバーを可能にすることで、冗長ルーティングエンジンを備えたスイッチに高可用性を提供します。どちらのルーティング エンジンもプロトコル セッションの処理において完全にアクティブであるため、それぞれが他方の処理を引き継ぐことができます。スイッチオーバーは、近隣のルーティングデバイスに対して透過的であり、変更が発生したことを検出しません。

ノンストップブリッジング(NSB)は、レイヤー2プロトコルに同じメカニズムを提供します。NSBは、サポートされているレイヤー2プロトコルを再起動することなくルーティングエンジンの透過的なスイッチオーバーを可能にすることで、冗長ルーティングエンジンを備えたスイッチに高可用性を提供します。どちらのルーティング エンジンもプロトコル セッションの処理において完全にアクティブであるため、それぞれが他方の処理を引き継ぐことができます。スイッチオーバーは、変更が発生したことを検知しない近隣のスイッチング デバイスに対して透過的です。

NSR または NSB を使用するには、GRES も設定する必要があります。

ノンストップのソフトウェアアップグレード

ノンストップソフトウェアアップグレード(NSSU)により、デュアルルーティングエンジンを搭載したスイッチまたはバーチャルシャーシのソフトウェアを、トラフィックの中断を最小限に抑えながら、自動化された方法でアップグレードできます。NSSUは、GRESとNSRを利用して、コントロールプレーンを中断することなく、Junos OSバージョンをアップグレードできるようにします。さらに、NSSUは以下の方法でトラフィックの中断を最小限に抑えます。

• バーチャルシャーシ内のラインカードを1つずつアップグレードし、アップグレードされていないラインカードをトラフィックが流れ続けるようにする。

• 他のすべてのバーチャルシャーシのメンバースイッチを一度に1つずつアップグレードし、アップグレードされていないメンバーをトラフィックが流れ続けるようにする。

メンバーリンクが異なるラインカードまたはバーチャルシャーシメンバー上に配置されるようにLAGを設定することで、NSSU実行時のトラフィックの中断を最小限に抑えることができます。

冗長電源システム

ほとんどのジュニパーネットワークスイーサネットスイッチには冗長電源機能が組み込まれているため、これらのスイッチで一方の電源に障害が発生した場合、もう一方の電源が引き継ぎます。.