以太网链路聚合和VRRP

一、什么是以太网链路聚合

Eth-trunk多链路汇聚，将多条物理链路变为一条E-trunk的逻辑链路，从而实现增加链路带宽的目的。链路聚合分为手工模式和LACP模式。

LACP模式需要由链路集合控制协议LACP的参与。当需要在两个直连设备间提供一个较大的链路带宽而设备支持LACP时，建议使用LACP模式。LACP模式可以实现增加带宽、提高可靠性、负载分担的目的，而且可以提供Eth-trunk的容错性、提供备份功能。

模式下，部分链路是活动链路，所有活动链路均参与数据转发。如果某条活动链路故障，链路聚合组自动在非活动链路中选择一条链路作为活动，使得参与数据转发的链路数目不变。

命令

交换机1配置 [Huawei] lacp priority 1000 ####配 置系统LACP优先级 [Huawei] int Eth-Trunk 1 ###进入Eth-Trunk视图 [Huawei-Eth-Trunk 1] bpdu enable ####配置接口 上发送到BPDU报文到CPU处理，起到防环作用 [Huawei -Eth-Trunk 1] mode lacp-static ####配置Eth-Trunk为静态LACP模式 [Huawei] int e0/0/10 ###接口在加入Eth-trunk前必须要保持为默认hybrid模式类型,可在加入Eth-trunk后再配trunk [Huawei-e0/0/10] eth-trunkI ####将当前接口加入Eth-Trunk [Huawei] int e0/0/11 [Huawei-int e0/0/11] eth-trunk 1 [Huawei] int e0/0/12 [Huawei-int e0/0/12] eth-trunk 1 [Huawei] dis eth-trunk 1 ### 下面有三个成员此时三 个口是跑流量的负载冗余 [Huawei] int eth-trunk 1 [Huawei-eth-trunk 1] max active- linknumber 2 #配置链路聚合活动接口数.上限阈值。剩余的成员的接口处于备份状态，未配置上限阈值则Eth--Trunk最多允许8个接口同时处于活动状态 [Huawei-eth-trunk 1]dis this

交换机2配置 [Huawei] int Eth-Trunk 1 [Huawei -Eth-Trunk 1] bpdu enable [Huawei- Eth-Trunk 1 ] mode lacp-static [Huawei] int e0/0/10 [Huawei-e0/0/10] eth-trunk 1 [Huawei] int e0/0/11 [Huawei-int e0/0/11] eth-trunk 1 [Huawei] int e0/0/12 [Huawei-int e0/0/12] eth-trunk 1 [Huawei] interface eth-trunk 1 [Huawei -Eth-Trunk1] trunkport ethernet 0/0/10 to 0/0/12 ###向Eth-Trunk批量增加成员接口

二、VRRP

什么是VRRP

  • Virtual Router Redundancy Protocol ,也即虚拟路由器冗余协议。
  • 利用VRRP , =组路由器(同一个LAN中的接口)协同工作,但只有一个处于Master 状态,处于该状态的路由器(的接口)承担实际的数据流量转发任务。在一个VRRP 组内的多个路由器接口共用一个虚拟IP地址,该地址被作为局域网内所有主机的缺 省网关地址。
  • VRRP决定哪个路由器是Master , Master路由器负责接收发送至用户网关的数据包 并进行转发,以及响应PC对于其网关IP地址的ARP请求。
  • Backup路由器侦听Master路由器的状态,并在Master路由器发生故障时,接替其工 作,从而保证业务流量的平滑切换。

VRRP术语

  • VRRP路由器

    运行VRRP的路由器。-台VRRP路由器(的接口)可以同时参与到多个VRRP 组中,在不同的组中, - -台VRRP路由器可以充当不同的角色。

  • VRRP组

    一个VRRP组由多个VRRP路由器组成,使用相同的VRID ( Virtual Router ID , 虚拟路由器ID )进行标识,属于同一VRRP组的VRRP路由器互相交换信息,每 一个VRRP组中只能有一个Master。

  • 虚拟路由器

    对于每一个VRRP组,抽象出来的- -个逻辑路由器,该路由器充当网络用户的 网关,该路由器并非真实存在,事实上对于用户而言,只需知道虚拟路由器的 IP ,至于具体的虚拟路由器的角色由谁来承担、数据转发任务由谁来承担、 Master故障后谁来接替,这是VRRP的工作。

  • 虛拟IP地址、MAC地址

  • 虚拟IP地址就是虚拟路由器的IP地址,该地址实际上就是用户的网关地址。

  • 虚拟MAC地址是虚拟路由器根据VRID生成的MAC地址。-个虚拟路由器拥有 -个虚拟MAC地址,格式为: 00-00-5E-00-01-{VRID}.

  • Master、 Backup路由器

  • Master路由器:在VRRP组中实际转发数据包的路由器,在每一 个VRRP组中， 仅有Master响应对虚拟IP地址的ARP请求。Master路由器同时以-定的时间间 隔发送VRRP消息,以便通知Backup路由器自己的存活情况。

  • Backup路由器 :处于监听状态的路由器,一旦Master路由器出现故障 , Backup路由器就开始接替工作。

  • 选举依据:先比较接口VRRP优先级(比大) ,如果相等,则比较接口IP地址 (比大).

虚拟MAC地址

  • 通过VRRP形成的虚拟路由器使用虚拟IP地址和虚拟MAC与网络中的PC进行通信。 虚拟MAC的格式如下:最后1个字节的VRID表示虚拟路由器ID的16进制,例如VRID 是1 ,虚拟MAC地址为00-00-5E-00-01-01. VRRP.png

VRRP状态机

VRRP协议的状态共有3种,分别是Initialize , Master , Backup ,初始状态都是 Initialize ,通过比较优先级产生Master和Backup ,在规定时间内, Backup若没有收 到Master发来的心跳报文,将切换为Master。 VRRP2.png

Master/Backup路由器

Master路由器

  • 定时( Advertisement Interval )发送VRRP通告报文,以便向Backup路由器告 知自己的存活情况。

  • 以虚拟MAC地址响应其他设备对虚拟IP地址的ARP请求。

  • 转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。

  • 如果它是这个虚拟IP地址的拥有者(接口实际IP地址为虚拟IP地址) ,则接收 目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文。否则,丢弃这个IP报文。

  • 如果收到比自己优先级大的报文,立即成为Backup.

  • 如果收到与自己优先级相等的VRRP报文且本地接口IP地址小于对端接口IP , 立即成为Backup。

Backup路由器

  • 接收Master设备发送的VRRP通告报文,判断Master设备的状态是否正常。
  • 对虚拟IP地址的ARP请求,不做响应。
  • 丢弃目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文。
  • 如果收到优先级和自己相同或者比自己大的报文,则重置 Master_ Down_ Interval定时器 ,不进一步比较IP地址。
  • 如果收到比自己优先级小的报文且该报文优先级是0时,定时器时间设置为 Skew time (偏移时间) , 如果该报文优先级不是0 ,丢弃报文,立刻成为 Master。 Master_ Down_ Interval定时器 : Backup设备在该定时器超时后仍未收到通告报文,则 会转换为Master状态。计算公式如下: Master_ Down_ Interval=(3* Advertisement Interval) + Skew_ ftime。 其中，Skew_ _Time=(256 -Priority)/256.

VRRP的工作过程

  1. VRRP组中的设备选举出Master。Master设备通过发送免费ARP报文,将虚拟IMAC .
  2. 地址通知给与它连接的设备或者主机,从而承担报文转发任务。
  3. Master设备周期性向备份组内所有Backup设备发送VRRP通告报文。 如果Master设备 出现故障, VRRP备份组中的Backup设备重新选举新的Master.
  4. VRRP组状态切换时 , Master设备由一台设备切换为另外- 台设备,新的Master设 备会立即发送携带虚拟路由器的虚拟MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文， 刷新与它连接的主机或设备中的MAC表项,从而把用户流量引到新的Master设备 上来,整个过程对用户完全透明。 原Master设备故障恢复时,若该设备为IP地址拥有者(则其优先级为255) , 将直 接切换至Master状态。若该设备优先级小于255 ,将首先切换至Backup状态,且其 优先级恢复为故障前配置的优先级。
  5. Backup设备的优先级高 于Master设备时,由Backup设备的工作方式(抢占方式和 非抢占方式)决定是否重新选举Master。

命令

[SW1]int vlanif 10 网关接口(三层交换为VLAN接口，路由器为下行接口)

[SW1 -Vlanif10]ip address 192 .168.10.10 24

[SW1 -Vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192.168 .10.1 创建VRRP虚拟路由器的标识vrid为1 ,并配置vrid 1的虚拟IP地址

[SW1 -Vlanif10]vrrp vrid 1 priority 120 设置设备A的优先级为120(默认值为100)， 数值越大越优先

[SW1 -Vlanif10] vrrp vrid 1 preempt -mode timer delay 6 配置Master设备的抢占时延为6秒(默认值为0，立即抢占)，以防频繁地进行状态切换

[ SW1 -Vlanif10]vrrp vrid 1 track interface GigabitEtherneto0/0/2 reduce 30

跟踪_上行接口G0/0/2的状态,如端口故障则Master优先级降低30(缺省值为10)

[SW1 -Vlanif1o]vrrp vrid 1 track interface g0/0/1 跟踪下行接口

[SW2]int vlanif 10

[SW2-Vlanif10] ip address 192. 168.10.20 24

[SW2 -vlanif10]vrrp vrid 1 virtual-ip 192. 168.10.1 路由器虚拟IP

总结

  • VRRP虚拟路由冗余协议解决单点故障
  • VRRP组通过vrid 来识别的，一 一个vrrp 组可以有多个vrrp 路由器。其中包含-一个master ，一 个或者多个backup
  • vrrp会虚拟出一个虚拟路由器，包含虚拟ip和虚拟mac(有固定格式，00-00-5E-00-01- {VRID}),虚拟Ip要和master/backup在同一. 个网段里
  • VRRP虛拟IP地址，用于作在vrrp路由器局域网下所有主机的默认网关IP地址
  • 一般是通过优先级来决定Master和backup 的角色，优先级较大的一 方做master; 如果优先级都相同，使用IP较大的一 方做master
  • master实际转发数据和响应局域网主机的ARP请求，定时发送vrrp报文给backup;
  • backup用于监听master 发来的vrrp报文，如果超过一定时 限就会抢占Master地位。