一、NSRP工作原理
NSRP(NetScreen Redundant Protocol)是Juniper公司基于VRRP协议规范自行开发的设备冗余协议。防火墙作为企业核心网络中的关键设备,需要为所有进出网络的信息流提供安全保护,为满足客户不间断业务访问需求,要求防火墙设备必须具备高可靠性,能够在设备、链路及互连设备出现故障的情况下,提供网络访问路径无缝切换。NSRP冗余协议提供复杂网络环境下的冗余路径保护机制。NSRP主要功能有:1、在高可用群组成员之间同步配置信息;2、提供活动会话同步功能,以保证发生路径切换情况下不会中断网络连接;3、采用高效的故障切换算法,能够在短短几秒内迅速完成故障检测和状态切换。
NSRP集群两种工作模式:
一、Active/Passive模式:通过对一个冗余集群中的两台安全设备进行电缆连接和配置,使其中一台设备作为主用设备,另一台作为备用设备。主用设备负责处理所有网络信息流,备用设备处于在线备份状态。主设备将其网络和配置命令及当前会话信息传播到备用设备,备用设备始终保持与主用设备配置信息和会话连接信息的同步,并跟踪主用设备状态,一旦主设备出现故障,备份设备将在极短时间内晋升为主设备并接管信息流处理。
二、Active/Active模式:在NSRP中创建两个虚拟安全设备 (VSD) 组,每个组都具有自己的虚拟安全接口(VSI),通过VSI接口与网络进行通信。设备A充当VSD组1的主设备和VSD 组2的备份设备。设备B充当VSD组2的主设备和VSD组1的备份设备。Active/Active模式中两台防火墙同时进行信息流的处理并彼此互为备份。在双主动模式中不存在任何单一故障点。如下图所示,通过调整防火墙上下行路由/交换设备到网络的路由指向,HostA通过左侧路径访问ServerA,HostB通过右侧路径访问ServerB,网络中任一设备或链路出现故障时,NSRP集群均能够做出正确的路径切换。
NSRP集群技术优势主要体现于:
1、消除防火墙及前后端设备单点故障,提供网络高可靠性。即使在骨干网络中两类核心设备同时出现故障,也能够保证业务安全可靠运行。
2、根据客户网络环境和业务可靠性需要,提供灵活多样的可靠组网方式。NSRP双机集群能够提供1、Active-Passive模式Layer2/3多虚拟路由器多虚拟系统和口型/交叉型组网方式;2、Active-Active模式Layer2/3多虚拟路由器多虚拟系统和口型/Fullmesh交叉型组网方式。为用户提供灵活的组网选择。
3、NSRP双机结构便于网络维护管理,通过将流量在双机间的灵活切换,在防火墙软件升级、前后端网络结构优化改造及故障排查时,双机结构均能够保证业务的不间断运行。
4、结合Netscreen虚拟系统和虚拟路由器技术,部署一对NSRP集群防火墙,可以为企业更多的应用提供灵活可靠的安全防护,减少企业防火墙部署数量和维护成本。
二、NSRP典型结构与配置
1、Layer3 口型A/P组网模式
Layer3 口型A/P组网模式是当前很多企业广泛采用的HA模式,该模式具有对网络环境要求不高,无需网络结构做较大调整,具有较好冗余性、便于管理维护等优点。缺点是Netscreen防火墙利用率不高,同一时间只有一台防火墙处理网络流量;冗余程度有限,仅在一侧链路和设备出现故障时提供冗余切换。Layer3 口型组网A/P模式具有较强冗余性、低端口成本和网络结构简单、便于维护管理等角度考虑,成为很多企业选用该组网模式的标准。
配置说明:两台Netscreen设备采用相同硬件型号和软件版本,组成Active/Passive冗余模式,两台防火墙均使用一致的Ethernet接口编号连接到网络。通过双HA端口或将2Ethernet接口放入HA区段,其中控制链路用于NSRP心跳信息、配置信息和Session会话同步,数据链路用于在两防火墙间必要时传输数据流量。
NS-A(主用):
Set hostname NS-A /***定义主机名***/
Set interface ethernet1 zone untrust
Set interface ethernet1 ip 100.1.1.4/29
Set interface ethernet1 route
Set interface ethernet2 zone trust
Set interface ethernet2 ip 192.168.1.4/29
Set interface ethernet2 route
Set interface mgt ip 192.168.2.1/24 /***通过管理口远程管理NS-A***/
/***配置接口:Untrust/Trust Layer3 路由模式***/
Set interface ethernet3 zone HA
Set interface ethernet4 zone HA
/***Eth3和Eth4口用于HA互连,用于同步配置文件、会话信息和跟踪设备状态信息***/
set nsrp cluster id 1
set nsrp rto-mirror sync
set nsrp vsd-group id 0 priority 50 /***缺省值为100,低值优先成为主用设备***/
set nsrp monitor interface ethernet2
set nsrp monitor interface ethernet1
/***配置NSRP:Vsd-group缺省为0,VSI使用物理接口IP地址,非抢占模式***/
NS-B(备用):
Set hostname NS-B /***定义主机名***/
Set interface ethernet1 zone Untrust
Set interface ethernet1 ip 100.1.1.4/29
Set interface ethernet1 route
Set interface ethernet2 zone trust
Set interface ethernet2 ip 192.168.1.4/29
Set interface ethernet2 route
Set interface mgt ip 192.168.2.2/24 /***通过管理口远程管理NS-A***/
/***配置接口:Untrust/Trust Layer3 路由模式***/
Set interface ethernet3 zone HA
Set interface ethernet4 zone HA
/***Eth3和Eth4口用于HA互连,用于同步配置文件、会话信息和跟踪设备状态信息***/
set nsrp cluster id 1
set nsrp rto-mirror sync
set nsrp vsd-group id 0 priority 100
set nsrp monitor interface ethernet2
set nsrp monitor interface ethernet1
/***Vsd-group缺省为0,VSI使用物理接口IP地址,备用设备:优先级100,成为非抢占模式***/
2、Layer3 Fullmesh A/P组网模式
Layer3 Fullmesh连接A/P组网使用全交叉网络连接模式,容许在同一设备上提供链路级冗余,发生链路故障时,由备用链路接管网络流量,防火墙间无需进行状态切换。仅在上行或下行两条链路同时发生故障情况下,防火墙才会进行状态切换,Fullmesh连接进一步提高了业务的可靠性。该组网模式在提供设备冗余的同时提供链路级冗余,成为很多企业部署关键业务时的最佳选择。
NS-A(Active):
Set hostname NS-A /***定义主机名***/
Set interface mgt ip 192.168.2.1/24 /***通过管理口远程管理NS-A***/
Set interface red1 zone Untrust /***创建冗余接口1***/
Set interface e1 zone null
Set interface e1 group red1
Set interface e2 zone null
Set interface e2 group red1
Set interface red1 i
Set interface red2 zone trust
Set interface e3 zone null
Set interface e3 group red2
Set interface e4 zone null
Set interface e4 group red2
Set interface red2 ip 192.168.1.4/29
/***配置接口:Untrust/Trust Layer3 路由模式***/
Set interface ethernet7 zone ha
Set interface ethernet8 zone ha
set nsrp cluster id 1
set nsrp rto-mirror sync /***容许会话信息自动同步***/
set nsrp vsd-group id 0 priority 50
set nsrp monitor interface ethernet2
set nsrp monitor interface ethernet1
/***配置NSRP:Vsd-group缺省为0,VSI使用物理接口IP地址,优先级为50,非抢占模式***/
NS-B(Backup):
Set hostname NS-B /***定义主机名***/
Set interface mgt ip 192.168.2.2/24 /***通过管理口远程管理NS-A***/
Set interface red1 zone Untrust /***创建冗余接口***/
Set interface e1 zone null
Set interface e1 group red1 /***将该物理接口放置到冗余接口中***/
Set interface e2 zone null
Set interface e2 group red1
Set interface red1 i
Set interface red2 zone trust
Set interface e3 zone null
Set interface e3 group red2
Set interface e4 zone null
Set interface e4 group red2
Set interface red2 ip 192.168.1.4/29
/***配置接口:Untrust/Trust Layer3 路由模式***/
Set interface ethernet7 zone ha
Set interface ethernet8 zone ha
set nsrp cluster id 1
set nsrp rto-mirror sync /***容许会话信息自动同步***/
set nsrp vsd-group id 0 priority 100
set nsrp monitor interface ethernet2
set nsrp monitor interface ethernet1
/***Vsd-group缺省为0,VSI使用物理接口IP地址,备用设备***/
3、Layer3 Fullmesh连接A/A组网模式
Layer3 Fullmesh连接A/A结构提供了一种更为灵活的组网方式,在保证网络高可靠性的同时提升了网络的可用性。A/A结构中两台防火墙同时作为主用设备并提供互为在线备份,各自独立处理信息流量并共享连接会话信息。一旦发生设备故障另一台设备将负责处理所有进出网络流量。Fullmesh连接A/A组网模式对网络环境要求较高,要求网络维护人员具备较强技术能力,防火墙发生故障时,接管设备受单台设备容量限制,可能会导致会话连接信息丢失,采用A/A模式组网时,建议每台防火墙负责处理的会话连接数量不超过单台设备容量的50%,以确保故障切换时不会丢失会话连接。
配置说明:定义VSD0和VSD1虚拟安全设备组(创建Cluster ID时将自动创建VSD0),其中NS-A为VSD0主用设备和VSD1备用设备,NS-B为VSD1主用设备和VSD0备用设备;创建冗余接口实现两物理接口动态冗余;配置交换机路由指向来引导网络流量经过哪个防火墙。
NS-A(Active):
set interface redundant1 zone Untrust
set interface redundant1 ip 100.1.1.4/29 /***VSD0的VSI接口使用物理接口IP地址***/
set interface ethernet1 group redundant1
set interface ethernet2 group redundant1
set interface redundant2 zone trust
set interface redundant2 ip 192.168.1.4/29
set interface redundant2 manage-ip 192.168.2.1
set interface ethernet3 group redundant2
set interface ethernet4 group redundant2
/***配置冗余接口、定义Vsd0 接口IP地址***/
set interface redundant1:1 ip 100.1.1.5/29
set interface redundant2:1 ip 192.168.1.5/29
/***VSD1的VSI接口需手动配置IP地址,冒号后面的1表示该接口属于VSD1的VSI***/
set interface ethernet7 zone ha
set interface ethernet8 zone ha
set nsrp cluster id 1
set nsrp vsd-group id 0 priority 50
set nsrp vsd-group id 1 /*** VSD1使用缺省配置,优先级为100***/
set nsrp rto-mirror sync
set nsrp monitor interface redundant1
set nsrp monitor interface redundant2
set nsrp secondary-path ethernet2/1
/***定义NSRP备用心跳接口,保证心跳连接信息不会丢失***/
set arp always-on-dest
/***强制采用基于ARP表而不是会话表中的MAC地址转发封包***/
set vrouter trust-vr route
set vrouter trust-vr route
NS-B(Active):
set interface redundant1 zone Untrust
set interface redundant1 ip 100.1.1.4/29 /***VSD0的VSI接口使用物理接口IP地址***/
set interface ethernet1 group redundant1
set interface ethernet2 group redundant1
set interface redundant2 zone trust
set interface redundant2 ip 192.168.1.4/29
set interface redundant2 manage-ip 192.168.2.2
set interface ethernet3 group redundant2
set interface ethernet4 group redundant2
/***配置冗余接口、定义Vsd0 接口IP地址***/
set interface redundant1:1 ip 100.1.1.5/29
set interface redundant2:1 ip 192.168.1.5/29
set interface ethernet7 zone ha
set interface ethernet8 zone ha
set nsrp cluster id 1
/***定义一致的Cluster ID,自动启用采用缺省配置的VSD0***/
set nsrp rto-mirror sync
set nsrp vsd-group id 1 priority 50
set nsrp monitor interface redundant1
set nsrp monitor interface redundant2
set nsrp secondary-path ethernet2/1
/***定义NSRP备用心跳接口,保证心跳连接信息不会丢失***/
set arp always-on-dest
/***强制采用基于ARP表而不是会话中的MAC地址转发封包***/
set vrouter trust-vr route
set vrouter trust-vr route