文/李瑞

VSU組網(wǎng)提升網(wǎng)絡(luò)可用性

文/李瑞

為了解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的部署問題，業(yè)內(nèi)提出了把兩臺(tái)物理交換機(jī)組合成一臺(tái)虛擬交換機(jī)的新技術(shù)，稱為VSU（Virtual Switch Unit），即虛擬交換單元。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署模式遭遇挑戰(zhàn)

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，為了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，在網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)，一般會(huì)在核心層部署兩臺(tái)交換機(jī)，并且所有的匯聚層交換機(jī)都有兩條鏈路分別連接到兩臺(tái)核心層交換機(jī)。為了消除環(huán)路，在匯聚層交換機(jī)和核心層交換機(jī)上配置MSTP協(xié)議阻塞一部分鏈路；為了提供冗余網(wǎng)關(guān)，在核心層交換機(jī)上配置VRRP協(xié)議（如圖1所示）。

首先，這種傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部署模式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理困難。為了增加可靠性，會(huì)采取冗余鏈路的設(shè)計(jì)模式，但又會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)環(huán)路，不得不配置MSTP協(xié)議以消除環(huán)路，實(shí)際應(yīng)用中可能由于鏈路流量比較大導(dǎo)致BPDU報(bào)文丟失，MSTP拓?fù)湔袷?，影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。其次，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部署模式，其故障恢復(fù)時(shí)間一般在秒級(jí)。如VRRP協(xié)議，狀態(tài)為master的交換機(jī)發(fā)生故障，處于backup狀態(tài)的交換機(jī)至少要等3秒鐘才會(huì)切換成master。最后，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部署模式生成的樹協(xié)議為了消除環(huán)路，需要把一些鏈路阻塞，沒有利用這些鏈路的帶寬，造成資源浪費(fèi)。

為了解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的這些問題，業(yè)內(nèi)提出了把兩臺(tái)物理交換機(jī)組合成一臺(tái)虛擬交換機(jī)的新技術(shù)，稱為VSU（Virtual Switch Unit），即虛擬交換單元。這種結(jié)構(gòu)把傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的兩臺(tái)核心層交換機(jī)用VSU替換，VSU和匯聚層交換機(jī)通過聚合鏈路連接。在外圍設(shè)備看來，VSU相當(dāng)于一臺(tái)交換機(jī)（如圖2所示）。

圖1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖2 VSU組網(wǎng)應(yīng)用示意圖

VSU組網(wǎng)模式優(yōu)勢對(duì)比

在兩臺(tái)交換機(jī)組成VSU以后，和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比管理員可以對(duì)兩臺(tái)交換機(jī)統(tǒng)一管理，而不需要連接到兩臺(tái)交換機(jī)分別進(jìn)行配置和管理。此外，VSU的組網(wǎng)模式還具有以下優(yōu)勢，首先，簡化了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。VSU在網(wǎng)絡(luò)中相當(dāng)于一臺(tái)交換機(jī)，通過聚合鏈路和外圍設(shè)備連接，不存在二層環(huán)路，沒必要配置MSTP協(xié)議，各種控制協(xié)議是作為一臺(tái)交換機(jī)運(yùn)行的，例如單播路由協(xié)議，VSU作為一臺(tái)交換機(jī)，減少了設(shè)備間大量協(xié)議報(bào)文的交互，縮短了路由收斂時(shí)間。

其次，這種組網(wǎng)模式的故障恢復(fù)時(shí)間縮短到了毫秒級(jí)。VSU和外圍設(shè)備通過聚合鏈路連接，如果其中一條成員鏈路出現(xiàn)故障，切換到另一條成員鏈路的時(shí)間是50到200毫秒。而且，VSU和外圍設(shè)備通過聚合鏈路連接，既提供了冗余鏈路，又可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，充分利用所有帶寬。

VSU組網(wǎng)優(yōu)勢

銳捷網(wǎng)絡(luò)VSU組網(wǎng)方案通過跨機(jī)箱管理板冗余、VSL端口的冗余備份、協(xié)議熱備份、跨機(jī)箱聚合鏈路等技術(shù)，來保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。

跨機(jī)箱管理板冗余

在VSU運(yùn)行過程中，主機(jī)箱實(shí)時(shí)地把配置同步到從機(jī)箱，如果主機(jī)箱的管理板出現(xiàn)故障，從機(jī)箱將接替主機(jī)箱繼續(xù)管理VSU。主機(jī)箱的管理板出現(xiàn)故障，相當(dāng)于把原來的主機(jī)箱熱拔出，現(xiàn)在留在VSU中的成員就只剩下原來的從機(jī)箱。

每臺(tái)交換機(jī)在VSL物理鏈路上每隔200毫秒發(fā)送KeepAlive報(bào)文，為了減少KeepAlive報(bào)文的發(fā)送，如果在200毫秒內(nèi)發(fā)送過任何報(bào)文，那么沒必要發(fā)送KeepAlive報(bào)文，如果1秒鐘沒有在VSL端口收到任何報(bào)文，認(rèn)為該物理鏈路不可用。使用KeepAlive機(jī)制，如果主機(jī)箱的管理板出現(xiàn)故障，從機(jī)箱的管理板檢測出的時(shí)間大約是1秒鐘。

端口的冗余備份

目前每臺(tái)機(jī)箱有2個(gè)VSL端口，即兩條VSL物理鏈路，如果一條VSL鏈路出現(xiàn)故障，控制報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文可以轉(zhuǎn)移到另一條VSL鏈路。

如果是VSL端口鏈路狀態(tài)從UP變成DOWN，檢測時(shí)間是50到200毫秒；其它故障情況，只能靠VSL物理鏈路的KeepAlive機(jī)制檢測，檢測時(shí)間大約是1秒鐘。

協(xié)議熱備份

單播路由協(xié)議OSPFv2和BGP支持GR技術(shù)。當(dāng)主機(jī)箱出現(xiàn)故障時(shí)，從機(jī)箱切換成主機(jī)箱的過程中，線卡可以利用已有的路由信息，不間斷地轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文。

圖3 跨越樓層部署VSU示意圖

圖4 跨越樓座部署VSU示意圖

跨機(jī)箱聚合鏈路

VSU和外圍設(shè)備通過跨機(jī)箱聚合鏈路連接，當(dāng)外圍設(shè)備和一臺(tái)VSU成員相連的鏈路發(fā)生故障時(shí)，可以快速地把數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)移到和另一臺(tái)VSU成員相連的鏈路上，所需時(shí)間取決于外圍設(shè)備鏈路切換的速度。通過優(yōu)化，交換機(jī)聚合鏈路切換時(shí)間，縮短到50到200毫秒。

VSU典型應(yīng)用

1.擴(kuò)展端口數(shù)量應(yīng)用方案

如果客戶已經(jīng)購買了一臺(tái)S86系列交換機(jī)，隨著接入的用戶數(shù)量在增加，原來的S86已經(jīng)不能滿足需要，那么可以再購買一臺(tái)S86系列交換機(jī)和兩張M8600-VSU-02XFP線卡，在兩臺(tái)S86系列交換機(jī)上各插入一張M8600-VSU-02XFP線卡，把兩臺(tái)S86組成VSU，達(dá)到擴(kuò)展端口數(shù)量的目的。

2.擴(kuò)展帶寬應(yīng)用方案

如果客戶已經(jīng)購買了一臺(tái)S86系列交換機(jī)，現(xiàn)在想擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)帶寬，可以再購買一臺(tái)S86系列交換機(jī)和兩張M8600-VSU-02XFP線卡，在兩臺(tái)S86系列交換機(jī)上各插入一張M8600-VSU-02XFP線卡，把兩臺(tái)S86組成VSU，VSU和外圍設(shè)備通過跨機(jī)箱聚合鏈路連接，有以下兩個(gè)好處：

(1).利用聚合鏈路擴(kuò)展了VSU和外圍設(shè)備之間的鏈路帶寬；

(2).站在整個(gè)VSU的角度，增加了總帶寬。

3.跨越空間應(yīng)用方案

VSU的兩臺(tái)成員交換機(jī)通過光纖相連，由于光纖的長度可以達(dá)到幾百幾千米，所以不需要把兩臺(tái)S86放在同一個(gè)機(jī)房（如圖3所示）?？蛻艨梢园逊旁谕粭潣遣煌瑯菍拥膬膳_(tái)S86組成VSU。如果兩棟樓的距離沒超過光纖的最大長度限制，客戶可以把兩棟樓的S86組成VSU（如圖4所示）。管理員只需要在一個(gè)機(jī)房就可以對(duì)兩臺(tái)物理距離比較遠(yuǎn)的S86統(tǒng)一管理。

簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)用方案

客戶為了提高核心層的可靠性，通常在核心層部署兩臺(tái)S86，在核心層和匯聚層之間設(shè)置一些冗余鏈路，配置MSTP消除環(huán)路，配置VRRP提供冗余網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔容^復(fù)雜。另外，可以增加兩張M8600-VSU-02XFP線卡，把核心層的兩臺(tái)S86組成VSU，從而簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，用聚合鏈路連接核心層和匯聚層，刪除原來的MSTP配置和VRRP配置。

綜上所述，VSU技術(shù)給用戶帶來了很多實(shí)實(shí)在在的好處，用戶利用VSU可以很容易地?cái)U(kuò)展端口數(shù)量或者擴(kuò)展帶寬，也可以用VSU取代MSTP+VRRP雙核心拓?fù)洌群喕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，又能充分利用所有帶寬?/p>