實用參考華為交換機虛擬化解決方案

優(yōu)質(zhì)參考文檔華為交換機虛擬化（CSS）

解決方案陜西西華科創(chuàng)軟件技術(shù)有限公司2016年4月1目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、概述 3\o"CurrentDocument"二、當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的問題 3\o"CurrentDocument"三、虛擬化的優(yōu)點 5\o"CurrentDocument"四、組建方式 5\o"CurrentDocument"三、集群卡方式集群線纜的連接 5\o"CurrentDocument"四、業(yè)務(wù)口方式的線纜連接 6\o"CurrentDocument"五、集群建立 8\o"CurrentDocument".集群的管理和維護 8\o"CurrentDocument".配置文件的備份與恢復(fù) 9\o"CurrentDocument".單框配置繼承的說明 9\o"CurrentDocument".集群分裂 9\o"CurrentDocument".雙主檢測 9\o"CurrentDocument"六、產(chǎn)品介紹 11.產(chǎn)品型號和外觀: 15.解決方案應(yīng)用 20優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔一、概述介紹虛擬化技術(shù)是當(dāng)前企業(yè)IT技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)注焦點，采用虛擬化來優(yōu)化IT架構(gòu)，提升IT系統(tǒng)運行效率是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的方向。對于服務(wù)器或應(yīng)用的虛擬化架構(gòu)，IT行業(yè)相對比較熟悉：在服務(wù)器上采用虛擬化軟件運行多臺虛擬機(VM---VirtualMachine)，以提升物理資源利用效率，可視為1:N的虛擬化；另一方面，將多臺物理服務(wù)器整合起來，對外提供更為強大的處理性能(如負(fù)載均衡集群)，可視為N:1的虛擬化。對于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來說，虛擬化技術(shù)也有相同的體現(xiàn)：在一套物理網(wǎng)絡(luò)上采用VPN或VRF技術(shù)劃分出多個相互隔離的邏輯網(wǎng)絡(luò)，是1：N的虛擬化；將多個物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合成一臺邏輯設(shè)備，簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是N:1虛擬化。華為虛擬化技術(shù)CSS屬于N:1整合型虛擬化技術(shù)范疇。CSS是ClusterSwitchSRstem的簡稱，又被稱為集群交換機系統(tǒng)(簡稱為CSS)，是將2臺交換機通過特定的集群線纜鏈接起來，對外呈現(xiàn)為一臺邏輯交換機，用以提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性及轉(zhuǎn)發(fā)能力。。。 。。。。二、當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的問題網(wǎng)絡(luò)是支撐企業(yè)IT正常運營和發(fā)展的基礎(chǔ)動脈，因此網(wǎng)絡(luò)的正常運行對企業(yè)提供上層業(yè)務(wù)持續(xù)性訪問至關(guān)重要。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計中，為保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性、故障自愈性，均需要考慮各種冗余設(shè)計，如網(wǎng)絡(luò)冗余節(jié)點、冗余鏈路等。圖1傳統(tǒng)冗余網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為解決冗余網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的環(huán)路問題，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與部署中需提供復(fù)雜的協(xié)議組合設(shè)計，如生成樹協(xié)議STP(SpanningTreeProtocol)與第一跳冗余網(wǎng)關(guān)協(xié)議(FHGR:FirstHopRedundantGatewaR，VRRP)的配合，圖1所示。此種網(wǎng)絡(luò)方案基于標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)實現(xiàn)，應(yīng)用非常廣泛，但是由于網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時環(huán)路狀態(tài)難以控制和定位，同時如果配置不當(dāng)易引起廣播風(fēng)暴影響整個網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。而且，隨著IT規(guī)模擴展，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)越來越復(fù)雜，不僅難于支撐上層應(yīng)用的長遠(yuǎn)發(fā)展，同時帶來網(wǎng)絡(luò)運維過程中更多的問題，導(dǎo)致基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)難以持續(xù)升級的尷尬局面。優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔另一方面，快速環(huán)路技術(shù)也在發(fā)展，如圖2。如標(biāo)準(zhǔn)化的彈性分組環(huán)RPR(ResilientPacketRing)技術(shù)，可提供50ms內(nèi)的快速切換，但RPR技術(shù)構(gòu)建成本高，且互聯(lián)帶寬有限，不適合局域環(huán)境內(nèi)大型交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。圖2環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)難以滿足IT發(fā)展要求的挑戰(zhàn)下，新的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)如何起到快速支撐新的需求？技術(shù)的進(jìn)步并不是全面修改傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計方法，而需要在保持大部分傳統(tǒng)建設(shè)習(xí)慣下，達(dá)到極大簡化管理、簡化運維、簡化規(guī)劃設(shè)計的效果，比如虛擬化技術(shù)需要考慮：在保持與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線方式、傳統(tǒng)物理拓?fù)溥B接的方式下進(jìn)行整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的改良與優(yōu)化。三、虛擬化的優(yōu)點隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)訪問量的逐漸增大以及網(wǎng)絡(luò)可靠性要求越來越高，單臺交換機已經(jīng)無法滿足需求，而通過交換機的集群能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)中心大數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)高可靠性CSS的特征：.交換機多虛一：CSS對外表現(xiàn)為一臺邏輯交換機，控制平面合一，統(tǒng)一管理.轉(zhuǎn)發(fā)平面合一：CSS內(nèi)屋里設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)平面合一，轉(zhuǎn)發(fā)信息共享并實時同步.跨設(shè)備鏈路聚合:跨CSS內(nèi)物理設(shè)備的鏈路被聚合成一個ETH-TRUNK端口和下游的設(shè)備進(jìn)行互聯(lián).簡化運營：整個CSS被作為一臺交換機來管理，簡化運維、降低OpeR;.可靠性高：CSS內(nèi)一臺設(shè)備故障，其他設(shè)備可以接管CSS的控制和轉(zhuǎn)發(fā)，避免單點故障；.無環(huán)網(wǎng)絡(luò)：跨設(shè)備的鏈路聚合，在CSS和其他設(shè)備互聯(lián)時，天然避免了環(huán)路問題；.鏈路均衡：跨設(shè)備的鏈路ECMP，100%的網(wǎng)絡(luò)鏈路和帶寬的利用率；.擴容網(wǎng)絡(luò)時，保護已有投資。.擴容的同時，將2臺物理設(shè)備虛擬為1臺設(shè)備，簡化了設(shè)備的配置和管理。.多臺設(shè)備間冗余、備份，提高系統(tǒng)的可靠性。優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔四、組建方式硬件要求：目前支持2臺框式交換機設(shè)備組成集群，支持集群的設(shè)備型號為：S7706、S7712（S7706和S7712之間可以混合集群。）集群方式為：集群卡方式和業(yè)務(wù)口方式。集群卡方式：即在主控板SRU的子卡槽位插入集群卡VSTSA，原有主控板、接口板、機框不用更新，就可以支持集群。業(yè)務(wù)口方式：集群成員交換機之間通過LPU上的普通業(yè)務(wù)口連接。將LPU上的業(yè)務(wù)口配置為集群物理成員端口后加入邏輯集群端口，通過SFP+光模塊和光纖或SFP+集群線纜將集群物理成員端口連接起來。三、集群卡方式集群線纜的連接集群成員交換機之間通過主控板上的集群卡連接（每塊集群卡上有4個集群口）。兩臺設(shè)備都有兩塊主控板的情況下，通過專用的集群電纜QSFP+高速線纜或QSFP+光模塊和光纖將這8組集群口按照圖1-1規(guī)則連接起來。集群口連接規(guī)則是固定的，所有集群口都要插上集群線纜，不能隨意連接。圖1-1集群卡方式集群電纜連接規(guī)則集腓線纜對于集群卡連接方式，單臺設(shè)備上必須配置兩塊同類型的SRU主控板，即都是SRUA或都是集腓線纜對于集群卡連接方式，單臺設(shè)備上必須配置兩塊同類型的SRU主控板，即都是SRUA或都是SRUB；Switch八SwitchB集群卡3][4]<SRU兩臺設(shè)備之間可配不同類型的SRU主控板；S7700系列交換機支持集群卡集群方式;優(yōu)質(zhì)參考文檔

優(yōu)質(zhì)參考文檔四、業(yè)務(wù)口方式的線纜連接集群成員交換機之間通過LPU上的普通業(yè)務(wù)口連接。將LPU上的業(yè)務(wù)口配置為集群物理成員端口后加入邏輯集群端口，通過SFP+光模塊和光纖或SFP+集群線纜將集群物理成員端口按照下圖規(guī)則連接起來。圖1-2業(yè)務(wù)口連接規(guī)則業(yè)務(wù)口集群具有靈活的組網(wǎng)形式，每塊單板最多可配置32個集群物理成員端口，提高了集群鏈路的帶寬和可靠性。業(yè)務(wù)口集群按照鏈路的分布，有兩種組網(wǎng)形式。1+0組網(wǎng)：配置一個邏輯集群端口，物理集群端口分布在一塊單板上，依靠一塊單板上的集群鏈路實現(xiàn)集群連接。1+1組網(wǎng)：配置兩個邏輯集群端口，物理集群端口分布在兩塊單板上，不同單板上的集群鏈路形成備份。一個邏輯集群口下的物理集群口只能與對框的一個邏輯集群口下物理集群口相連，不允許混連。為保證集群系統(tǒng)穩(wěn)定和方便后期的維護，集群連線時建議按照如下幾點原則：在1+1組網(wǎng)中，建議兩塊集群單板上的集群鏈路數(shù)量保持一致，并且使用相同端口速率的單板來配置物理集群口。優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔在1+1組網(wǎng)中，對于S7712,S9312,S9312E,S9712,兩塊單板建議對稱分布在主控板的兩側(cè)，例如6和7槽位，5和8槽位、 、1和12槽位，而對于S7706,S9306,S9306E,S9706沒有這個限制。兩框組建集群的單板所在槽位號建議保持一致，物理集群端口和對端物理集群端口連接的時候建議物理端口號——對應(yīng)。截至V2R2版本，所有支持業(yè)務(wù)口集群的單板類型：五、集群建立集群建立時，先啟動的交換機優(yōu)先競爭為主交換機。同時啟動的成員交換機間相互發(fā)送集群競爭報文，選舉出主交換機，負(fù)責(zé)集群系統(tǒng)的管理，另一臺交換機成為備交換機。主交換機選舉規(guī)則如下圖所示：MAC相同比較框ID本框為主框本框為售框［優(yōu)先級相同MAC相同比較框ID本框為主框本框為售框［優(yōu)先級相同本框框|口小本框框I口大————<匕俄MAC _-本框MAC小 /本框MAC大集群系統(tǒng)建立之前，每臺交換機都是單獨的實體，每臺交換機有自己獨立的IP地址，用戶需要獨立的管理所有的交換機；集群建立后集群成員對外體現(xiàn)為一個統(tǒng)一的邏輯實體，用戶使用一個IP地址對集群中的所有交換機進(jìn)行管理和維護。集群系統(tǒng)的IP地址和MAC地址為集群系統(tǒng)首次建立時，集群主交換機的IP地址和MAC地址。優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔.集群的管理和維護集群建立后，所有的成員設(shè)備組成一臺虛擬設(shè)備存在于網(wǎng)絡(luò)中，所有成員設(shè)備的資源由主交換機統(tǒng)一管理。用戶可以通過LPU接口板上的業(yè)務(wù)端口、系統(tǒng)主用主控板上的串口或管理網(wǎng)□登錄集群系統(tǒng)，對整個集群系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護。對于單臺沒有運行集群的設(shè)備，接口編號采用：槽位號/子卡號/端口號，設(shè)備加入集群后，接口編號采用：集群ID/槽位號/子卡號/端口號。如：設(shè)備沒有運行集群時，某個接口的編號為GigabitEthernet1/0/1；當(dāng)該設(shè)備加入集群后，如果集群ID為2,則該接口的編號將變?yōu)镚igabitEthernet2/1/0/1。在集群環(huán)境下，業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)發(fā)與單框環(huán)境下不同，跨設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)需要經(jīng)過交換網(wǎng)兩次。對于報文內(nèi)容的處理沒有區(qū)別，都需要進(jìn)行一次上、下行處理。.配置文件的備份與恢復(fù)設(shè)備從非集群狀態(tài)進(jìn)入集群狀態(tài)后，會自動將原有的非集群狀態(tài)下的配置文件備份，以便去使能集群功能后，恢復(fù)原有配置。使能設(shè)備的集群功能并立即重啟進(jìn)入集群狀態(tài)后，系統(tǒng)自動將原有的配置文件加上.bak的擴展名備份：若原配置文件擴展名為.cfg,則備份配置文件擴展名為.cfg.bak。若原配置文件擴展名為.zip,則備份配置文件擴展名為.zip.bak。去使能設(shè)備的集群功能時，用戶若希望恢復(fù)設(shè)備的原有配置，可以更改備份配置文件名并指定其為下一次啟動配置文件，然后重新啟動設(shè)備，恢復(fù)原有配置。.單框配置繼承的說明集群系統(tǒng)首次建立后，競爭結(jié)果為主框的交換機上的配置文件會得到繼承，該配置文件上的配置仍然生效。由于之前該框上的配置文件不會出現(xiàn)備框的配置，故需要對備框重新配置。.集群分裂集群系統(tǒng)建立后，主、備交換機之間定時發(fā)送心跳報文來維護集群系統(tǒng)的狀態(tài)。集群線纜發(fā)生故障可能會導(dǎo)致兩臺交換機之間失去通信，兩臺交換機之間的心跳報文超時，此時集群系統(tǒng)將分裂為兩臺獨立的交換機，如下圖所示。集群系統(tǒng)分裂后，若兩臺交換機都在正常運行，其全局配置完全相同，會以相同的ip和MAC地址與網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備交互，導(dǎo)致IP地址和MAC地址沖突，引起整個網(wǎng)絡(luò)故障，此時即需要依靠集群的雙主檢測解決。優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔圖1-3CSS分裂示意圖.雙主檢測雙主檢測，DAD(Dual-ActiveDetect),是一種檢測和處理集群分裂的協(xié)議，可以實現(xiàn)集群分裂的檢測、沖突處理和故障恢復(fù)，降低集群分裂對業(yè)務(wù)的影響。雙主檢測方式有兩種：直連檢測方式和RelaR代理檢測方式。直連檢測方式：如下圖所示，集群成員設(shè)備間通過專用直連鏈路進(jìn)行雙主檢測。圖1-4直連方式雙主檢測示意圖CSS@rxBSwitchA SwitchB DADLinkCSSLink在直連檢測方式中，集群系統(tǒng)正常運行時，為了減輕CPU負(fù)擔(dān)，不發(fā)送DAD報文；集群系統(tǒng)分裂后，集群成員交換機以1s為周期通過檢測鏈路發(fā)送DAD報文。RelaR代理檢測方式：如下圖所示，RelaR代理檢測方式在集群系統(tǒng)跨設(shè)備Eth-Trunk上啟用DAD檢測，在代理設(shè)備上啟用DAD代理功能。優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔圖1-5RelaR代理方式雙主檢測示意圖SwitchCRelay吧.^Eth-TrunkCSS9—關(guān)~~WSwitchA SwitchB DADLinkCSSLink在RelaR代理檢測方式中，集群系統(tǒng)正常運行時，集群成員交換機以30s為周期通過檢測鏈路發(fā)送DAD報文。集群成員交換機對在正常工作狀態(tài)下收到的DAD報文不做任何處理；集群系統(tǒng)分裂后，集群成員交換機以1s為周期通過檢測鏈路發(fā)送DAD報文。集群分裂后，分裂成多部分的集群系統(tǒng)會在檢測鏈路上相互發(fā)送DAD競爭報文。集群系統(tǒng)將接收到的報文信息與本部分競爭信息做比較，如果本部分競爭為主，則不做處理，保持Active狀態(tài)，正常轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)報文；如果本部分競爭為備，則需要關(guān)閉除保留端口（設(shè)備上不會被關(guān)閉的端口）外的所有業(yè)務(wù)端口，轉(zhuǎn)入RecoverR狀態(tài)，停止轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)報文。集群鏈路修復(fù)后，處于RecoverR狀態(tài)的集群將重新啟動，同時將被關(guān)閉的業(yè)務(wù)端口恢復(fù)正常，整個集群系統(tǒng)恢復(fù)。六、產(chǎn)品介紹S7700智能路由交換機系列（以下簡稱S7700）是華為公司面向下一代企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)而推出的新一代高端智能路由交換機。該產(chǎn)品基于華為公司智能多層交換的技術(shù)理念，在提供穩(wěn)定、可靠、安全的高性能L2/L3層交換服務(wù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提供MPLSVPN、業(yè)務(wù)流分析、完善的QOS策略、可控組播、資源負(fù)載均衡、一體化安全等智能業(yè)務(wù)優(yōu)化手段，同時具備超強擴展性和可靠性。S7700廣泛適用于園區(qū)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，可對無線、話音、視頻和數(shù)據(jù)融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行先進(jìn)的控制，幫助企業(yè)構(gòu)建交換路由一體化的端到端融合網(wǎng)絡(luò)。S7700產(chǎn)品為滿足不同用戶的需求，同時提供S7703、S7706和S7712三款產(chǎn)品類型，用戶可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)需求進(jìn)行靈活的選擇。優(yōu)質(zhì)參考文檔優(yōu)質(zhì)參考文檔S7703最大支持3塊LPU線路板S7706最大支持6塊LPU線路板S7712最大支持12塊LPU線路板產(chǎn)品特點S7700升級為敏捷交換機，讓網(wǎng)絡(luò)更敏捷地為業(yè)務(wù)服務(wù)S7700支持隨板AC，業(yè)務(wù)單板同時兼具無線AC功能，無需額外購買AC硬件；整機轉(zhuǎn)發(fā)性能可達(dá)T-bit，解決外置AC處理