Обзор функций высокой доступности для коммутаторов серии EX

VRRP

В большинстве интерфейсов коммутаторов, включая гигабитные Ethernet-интерфейсы, высокоскоростные гигабитные Ethernet-интерфейсы и логические интерфейсы, можно настроить протокол VRRP для IP и IPv6. При настройке VRRP коммутаторы выступают в качестве виртуальных платформ маршрутизации. VRRP позволяет хостам на локальной сети использовать резервные платформы маршрутизации на этой локальной сети, не требуя больше, чем статическая конфигурация одного маршрута по умолчанию на хостах. Платформы маршрутизации VRRP имеют IP-адрес, соответствующий маршруту по умолчанию, настроенным на хостах. В любое время одна из платформ маршрутизации VRRP является основной (активной), а другая — резервными копиями. Если основная платформа маршрутизации выходит из строя, одна из резервных платформ маршрутизации становится новой основной, обеспечивая виртуальную платформу маршрутизации по умолчанию и позволяя направлять трафик по локальной сети без использования одной платформы маршрутизации. Используя VRRP, резервный коммутатор может за несколько секунд взять на себя сбой коммутатора по умолчанию. Это делается с минимальной потерей трафика VRRP и без взаимодействия с хостами.

Изящный перезапуск протокола

Благодаря стандартным реализациям протоколов маршрутизации, любое прерывание работы сервисов требует от затронутого коммутатора пересчитывать смежности с соседними коммутаторами, восстанавливать записи таблицы маршрутизации и обновлять другую информацию, соответствующую протоколу. Незащищенный перезапуск коммутатора может привести к задержкам переадресации, хлопанию маршрутов, времени ожидания, вытекающим из повторного запроса протокола, и даже к удалению пакетов. Изящный перезапуск протокола позволяет перезапуска коммутатора и его соседей продолжать переадресацию пакетов без нарушения производительности сети. Поскольку в перезапуске помогают соседние коммутаторы (эти соседи называются помощниками коммутаторов), перезапуск коммутатор может быстро возобновить полную эксплуатацию без пересчета алгоритмов с нуля.

На коммутаторах для агрегированных и статических маршрутов, а также для протоколов маршрутизации (BGP, IS-IS, OSPF и RIP) может быть применена изящная перезапуска протоколов.

Изящный перезапуск протокола работает аналогично для различных протоколов маршрутизации. Основными преимуществами плавного перезапуска протокола являются бесперебойная переадресация пакетов и временное подавление всех обновлений протокола маршрутизации. Таким образом, изящный перезапуск протокола позволяет коммутатору проходить через промежуточные состояния конвергенции, скрытые от остальной сети. Наиболее изящные реализации перезапуска определяют два типа коммутаторов — перезапуск коммутатора и помощник коммутатора. Для перезапуска коммутатора требуется быстрое восстановление информации о состоянии переадресации для возобновления переадресации сетевого трафика. Помощник коммутатора помогает перезапуска коммутатора в этом процессе. Отдельные изящные констатации конфигурации перезапуска обычно применяются либо к перезапуску коммутатора, либо коммутатору для помощников.

Резервные модули маршрутизации

Резервные модули маршрутизации — это два модуля маршрутизации, которые установлены в коммутаторе или Virtual Chassis. Когда коммутатор имеет два модуля маршрутизации, одна функция в качестве основного, а другая поддерживается в качестве резервного копирования в случае сбоя основного модуля маршрутизации. Когда Virtual Chassis имеет два модуля маршрутизации, коммутатор в основной роли выполняет роль основного модуля маршрутизации, а коммутатор в резервной роли выполняет роль резервного модуля маршрутизации. Резервные модули маршрутизации поддерживаются Ethernet-коммутаторами EX6200 компании Juniper Networks, Ethernet-коммутаторами EX8200 компании Juniper Networks и всеми конфигурациями virtual Chassis серии EX.

Основной модуль маршрутизации получает и передает информацию о маршрутизации, создает и поддерживает таблицы маршрутизации, общается с интерфейсами и компонентами модуля передачи пакетов коммутатора и имеет полный контроль над плоскостью управления коммутатором.

Резервный модуль маршрутизации остается в синхронизации с основным двигателем маршрутизации с точки зрения состояний протоколов, таблиц переадресации и т. д. Если основной модуль становится недоступным, резервный модуль маршрутизации берет на себя функции, которые выполняет основной модуль маршрутизации.

Перепроверка сети происходит быстрее на коммутаторах и на Virtual Chassis с резервными модулями маршрутизации, чем на коммутаторах и virtual Chassis с одним двигателем маршрутизации.

Виртуальное шасси

Virtual Chassis — это несколько коммутаторов, соединенных вместе, которые работают как единая сетевая сущность. Преимущества подключения нескольких коммутаторов к Virtual Chassis включают в себя улучшенную управляемую пропускную способность на сетевом уровне, упрощенную конфигурацию и техническое обслуживание, поскольку управлять несколькими устройствами можно как единым устройством, упрощенной топологией сети уровня 2, которая минимизирует или устраняет необходимость в протоколах предотвращения циклов, таких как протокол Spanning Tree Protocol (STP), а также улучшенная толерантность к сбоям и высокая доступность. Virtual Chassis повышает высокую доступность по следующим причинам:

• Двухместная поддержка модуля маршрутизации. Virtual Chassis автоматически оснащен двумя модулями маршрутизации — коммутаторами на основных и резервных routing-engine ролях, и, следовательно, обеспечивает более высокую доступность, чем автономные коммутаторы. Для виртуальных шасси серии EX, которые не доступны на автономных коммутаторах серии EX, доступны множество функций высокой доступности, включая изящную перезапуск протокола, изящную коммутацию модуля маршрутизации (GRES), беспрерывное обновление программного обеспечения (NSSU), беспрерывную активную маршрутизацию (NSR).

• Повышенная толерантность к сбоям. При настройке коммутаторов серии EX в Virtual Chassis вы увеличиваете количество вариантов отказоустойчивости. Например, вы можете настроить интерфейсы в группу агрегации каналов (LAG) с интерфейсами участников на разных коммутаторах-участниках в одном Virtual Chassis, чтобы обеспечить получение сетевого трафика Virtual Chassis даже в случае сбоя коммутатора или физического интерфейса в Virtual Chassis.

Ethernet-коммутаторы EX2200 компании Juniper Networks, Ethernet-коммутаторы EX3300 компании Juniper Networks, Ethernet-коммутаторы EX4200 компании Juniper Networks, Ethernet-коммутаторы EX4500 компании Juniper Networks EX4300, Ethernet-коммутаторы EX4550 компании Juniper Networks или Ethernet-коммутаторы EX8200 компании Juniper Networks могут сформировать виртуальное шасси. Коммутаторы EX4200, EX4500 и EX4550 можно соединить вместе, чтобы сформировать смешанное виртуальное шасси.

Изящная коммутация модуля маршрутизации

Вы можете настроить изящную коммутацию модуля маршрутизации (GRES) на коммутаторе с резервными модулями маршрутизации или на Virtual Chassis, что позволяет управлению перейти от основного модуля маршрутизации к резервному модуля маршрутизации с минимальным прерыванием сетевых коммуникаций. При настройке GRES резервный модуль маршрутизации автоматически синхронизируется с основным двигателем маршрутизации для сохранения информации о состоянии ядра и состояния переадресации. Любые обновления основного модуля маршрутизации реплицируются с резервным двигателем маршрутизации по мере их возникновения. Если ядро базового модуля маршрутизации прекращает работу, основной модуль маршрутизации испытывает аппаратный сбой или администратор инициирует ручное переключение, основные коммутаторы роли резервного модуля маршрутизации.

Когда резервный модуль маршрутизации берет на себя основную роль в резервной конфигурации аварийного аварийного переключения (то есть, когда GRES не включен), модули передачи пакетов инициализируют свое состояние до состояния загрузки, прежде чем подключаются к новому базовому модуля маршрутизации. В конфигурации GRES модули переадресации пакетов, напротив, не реанимируют свое состояние, а ресинхронизируют свое состояние до состояния нового основного модуля маршрутизации. Прерывание трафика минимально.

Агрегация каналов

Вы можете объединять несколько физических портов Ethernet для формирования логического канала «точка-точка», известного как группа агрегации каналов (LAG) или пакет. ЛАГ обеспечивает большую пропускную способность, чем может обеспечить один канал Ethernet. Кроме того, агрегация каналов обеспечивает резервирование сети за счет балансировки нагрузки трафика во всех доступных каналах. В случае отказа одного из каналов система автоматически балансирует трафик во всех оставшихся каналах. В Virtual Chassis лаги можно использовать для балансировки сетевого трафика между коммутаторами-членами, что повышает высокую доступность, обеспечивая получение сетевого трафика Virtual Chassis даже в случае сбоя одного интерфейса по любой причине.

Количество Ethernet-интерфейсов, которые вы можете включить в ЛАГ, и количество лагов, которые вы можете настроить на коммутаторе, зависит от модели коммутатора.

Беспрерывная активная маршрутизация и беспрерывная преодоление

Бесстановочная активная маршрутизация (NSR) обеспечивает высокую доступность коммутатора с резервными модулями маршрутизации, обеспечивая прозрачное переключение двигателей маршрутизации без перезапуска поддерживаемых протоколов маршрутизации уровня 3. Оба модуля маршрутизации полностью активны в обработке протокольных сеансов, и каждый может взять на себя друг друга. Переключение прозрачно на соседние устройства маршрутизации, которые не обнаруживают, что произошло изменение.

Беспрерывная преодоление (NSB) обеспечивает тот же механизм для протоколов уровня 2. NSB обеспечивает высокую доступность коммутатора с резервными модулями маршрутизации, обеспечивая прозрачное переключение двигателей маршрутизации без перезапуска поддерживаемых протоколов уровня 2. Оба модуля маршрутизации полностью активны в обработке протокольных сеансов, и каждый может взять на себя друг друга. Переключение прозрачно на соседние коммутаторы, которые не обнаруживают, что произошло изменение.

Чтобы использовать NSR или NSB, необходимо также настроить GRES.

Беспрестанное обновление программного обеспечения

Бесперебойное обновление программного обеспечения (NSSU) позволяет модернизировать программное обеспечение на коммутаторе с двумя модулями маршрутизации или на Virtual Chassis в автоматизированном режиме с минимальным нарушением трафика. NSSU использует GRES и NSR для модернизации версии ОС Junos без сбоев в плоскости управления. Кроме того, NSSU минимизирует сбои в работе трафика:

• Линейные картыия по одному в коммутаторе EX6200, коммутаторе EX8200 или EX8200 Virtual Chassis, что позволяет продолжить поток трафика через сетевые карты, которые не обновляются.

• Модернизируя коммутаторы участников по одному во всех других Virtual Chassis, что позволяет продолжать поток трафика через участников, которые не обновляются.

Настроив сети LAG, чтобы каналы участников находились на разных линейных картах или в Virtual Chassis, вы можете добиться минимального нарушения трафика при выполнении NSSU.

Резервная система питания

Большинство Ethernet-коммутаторов Juniper Networks имеют встроенные возможности резервного питания, поэтому в случае сбоя одного питания на этих коммутаторах другой источник питания берет на себя. Однако коммутаторы EX2200 и коммутаторы EX3300 имеют только один внутренний фиксированный источник питания. Если в критической ситуации развернут коммутатор EX2200 или коммутатор EX3300, мы рекомендуем подключить к этому коммутатору резервную систему питания (RPS) в случае сбоя внутреннего питания. RPS не является основным блоком питания, он обеспечивает резервное питание коммутаторов только при сбое одного выделенного питания. RPS работает параллельно с отдельными выделенными блоками питания подключенных к нему коммутаторов и обеспечивает все подключенные коммутаторы достаточно энергии для поддержки питания через Ethernet (PoE) или не-PoE устройств. Для получения дополнительной информации о RPS см. обзор аппаратного обеспечения резервной системы электропитательной системы серии EX.