利用MLAG实现交换机虚拟堆叠技术指导
利用MLAG实现交换机虚拟堆叠技术指导0. 背景最近由于项目组内需求搭建双活数据中心，而公司交换机设备不支持物理堆叠，只能做虚拟堆叠以解决问题。故采用了MLAG技术实现万兆交换机的软堆叠，并将原理与部署过程加以总结，以方便后续搭建部署双活环境时有所参考，节省时间和探索精力，提高效率。1. MLAG技术原理在高可靠的数据中心中，通常会通过两台交换机聚合的方式来连接服务器以提供冗余保护与负载分担。在这样的拓扑结构中，生成树协议（STP）通过block聚合交换机的一半的端口来防止网络环路，但同时也造成了网络带宽利用率减半。虽然使用MSTP可以避免带宽利用率降低，但增加了组网复杂度以及网络故障产生时的定位难度。而通过部署MLAG即跨设备链路聚合组（Multi-Chassis Link Aggregation）可以解决该问题。MLAG是一种实现跨设备链路聚合的机制，将两台聚合交换机上的接口进行跨设备聚合，从而把链路可靠性从单板级提升到设备级，组成Active-Active双活系统。在两台聚合交换机的中间通过一条Peer-Link链路进行连接，使其在逻辑上如同一台设备。两台设备上的端口共同形成聚合端口，使得所有端口可以共同参与数据流量的转发。MLAG配置完成后不需重启，同时转发决策都在本地，正常情况下流量不需走设备间互联路径，避免了互联路径带宽成为瓶颈的同时也降低了时延。如图1为MLAG组网示意图，其中MLAG域由两台交换机组成，与其连接的设备可以是服务器、交换机或者另一个MLAG域。Switch A与Switch B上各有不同端口加入到不同的MLAG组中。配置部署过程中所涉及到的名词解释如下：MLAG：跨设备链路聚合，组成MLAG的两台设备互称MlAG Peer。实现堆叠后，两台交换机其中一台称为Master，另一台为SlaveMLAG组：加入同一MLAG组的接口，对外表现为同一个聚合接口。Peer-Link：用于组成MLAG的两个设备互联，当一侧的MLAG组内的接口故障时，流量通过Peer-Link引至MLAG邻居进行转发。Peer-Address：用于收发Mlag协议报文的地址。Reload-delay：设备重启后，非peer-link接口将Error Disabled一段时间，用于防止在MLAG邻居建起来之间网路成环，该定时器超时后，接口将自动UP。System ID：设备的System MAC地址，设备全局唯一且不可配置。2. MLAG数据转发原理MLAG建立过程和转发原理：1） Switch A和Switch B通过通过peer-address建立tcp连接，交换MlAG协议报文，建立MLAG邻居关系。2） 通过MLAG协议报文中携带的System ID大小进行Master/Slave的选举，选取System ID较大的作为Master，之后MLAG系统采用Master System ID作为整个系统的System ID3） 邻居建立之后设备之间发送keepalive报文，并启动超时机制，如果一段时间未收到keepalive报文时，认为MLAG邻居断开，设备恢复单台运行状态。4） 两台设备对应的聚合端口绑定到同一个MLAG组中。5） MLAG口所绑定的聚合口上收到报文进行MAC学习时，会把学到的MAC同步到Peer设备，以保持两边MAC的同步6） 对应的已知单播流量，由于两边各自都有MAC表项，会各自直接查本地的MAC表项来进行转发，图中用绿色线表示从绿色线表示从SWITCH A进入的流量，在SWITCHA本地查表转发，从SWITCH B进来的流量图中未标示，转发原理与从SWITCH A进来的流量相同7） 对应的未知单播/广播等需要泛洪的流量，如图中蓝色线所示，会通过PEER-LINK泛洪MLAG PEER设备，通过MLAG协议SWITCH B上看到SWTICH A上MLAG 1和2都处于UP状态，因此状态，因此SWITCH B会将这部分流量丢弃，防止有潜在的环路产生。3. 双交换机MLAG堆叠部署组网需求：设备1和设备2处于同一网段，其双网卡使用active-active方式接入到MLAG设备，需求组网无环路，设备1和设备2之间实现两层互通。将两台交换机eth-0-1和eth-0-2作为peer-link链路，剩下网口作为两台交换机的对应聚合口。接线完成后，将交换机以太管理口用转接线接到主机串口，使用串口调试工具pioccom对其进行配置。Sangfor:aSV/host-6c92bf4f89c2 /bin # picocom -b 115200 /dev/ttyS0picocom v3.1port is : /dev/ttyS0flowcontrol : nonebaudrate is : 115200parity is : nonedatabits are : 8stopbits are : 1escape is : C-alocal echo is : nonoinit is : nonoreset is : nohangup is : nonolock is : nosend_cmd is : sz -vvreceive_cmd is : rz -vv -Eimap is : omap is : emap is : crcrlf,delbs,logfile is : noneinitstring : noneexit_after is : not setexit is : noType C-a C-h to see available commandsTerminal readyenable3.1配置peer-link,允许所有vlan通过Switch# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)# interface range eth-0-1 - 2Switch(config-if-range)# no shutdown Switch(config-if-range)# switchport mode trunkSwitch(config-if-range)# switchport trunk allowed vlan allSwitch(config-if-range)# static-channel-group 55Switch(config-if-range)# exitSwitch(config)# interface agg 55Switch(config-if)# spanning-tree port disable Switch(config-if)# exitSwitch(config)# mlag configuration Switch(config-mlag)# peer-link agg 55Switch(config-mlag)# end对两台交换机均进行同上操作3.2配置三层接口，地址用作peer-address，借用pee-link通道建立MLAG邻居Switch# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)# vlan databaseSwitch(config-vlan)# vlan 4094Switch(config-vlan)# exitSwitch(config)# interface vlan 4094Switch(config-if)# ip address 10.10.0.1/24Switch(config-if)# exitSwitch(config)# mlag configuration Switch(config-mlag)# peer-address 10.10.0.2Switch(config-mlag)# end对两台交换机同上操作，自改对应IP3.3配置MLAG组，将接口加入MLAG组中Switch# configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Switch(config)# vlan database Switch(config-vlan)# vlan 10Switch(config-vlan)# exitSwitch(config)# interface eth-0-7Switch(config-if)# no shutdown Switch(config-if)# switchport access vlan 10Switch(config-if)# static-channel-group 1Switch(config-if)# exitSwitch(config)# interface agg 1Switch(config-if)# mlag 1Switch(config-if)# exit两台交换机同样操作3.4验证配置结果Switch# show mlagMLAG configuration:-role : Slavelocal_sysid : 001e.080e.b0b5remote_sysid : 001e.080e.ba3fmlag_sysid : 001e.080e.ba3flocal_syspri : 32768remote_syspri: 32768mlag_syspri : 32768peer-link : agg55peer conf : Yesreload-delay : 300sSwitch# show mlagMLAG configuration:-role : Masterlocal_sysid : 001e.080e.ba3fremote_sysid : 001e.080e.b0b5mlag_sysid : 001e.080e.ba3flocal_syspri : 32768remote_syspri: 32768mlag_syspri : 32768peer-link : agg55peer conf : Yesreload-delay : 300sSwitch# show interface status Port Status Duplex Speed Mode Type Description-eth-0-1 up a-full a-10000 TRUNK 10GBASE_SR eth-0-2 up
