基于VSU協(xié)議的園區(qū)網(wǎng)可靠性設(shè)計(jì)

金海峰

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 江陰 214405）

0 引 言

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用單線互連，沒有提供必要的冗余鏈路，在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)日益倍增的情況下，這種單線互連網(wǎng)絡(luò)存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障。

為了有效解決網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的單點(diǎn)故障問題，產(chǎn)生了諸如：生成樹MSTP、VRRP等冗余技術(shù)，但MSTP、VRRP技術(shù)比較成舊，應(yīng)用上存在有很大缺陷，VSU則能夠充分發(fā)揮核心設(shè)備的性能，是目前主流技術(shù)，未來園區(qū)網(wǎng)穩(wěn)定性發(fā)展的趨勢。

1 VSU與MSTP、VRRP的比較

在目前的交換冗余技術(shù)中，大部分園區(qū)網(wǎng)主要采用了VRRP (虛擬路由冗余協(xié)議)與 MSTP(多生成樹)相結(jié)合的技術(shù)方案。

VRRP技術(shù)能夠從網(wǎng)絡(luò)層保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高度冗余，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性、穩(wěn)定性、故障自愈能力，但是也容易使冗余網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)交換環(huán)路，以及因環(huán)路引起的廣播風(fēng)暴、多幀復(fù)制和MAC地址表不穩(wěn)定等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。MSTP技術(shù)可以在交換網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建多個(gè)基于VLAN的生成樹，解決冗余鏈路上的環(huán)路問題，但 MSTP協(xié)議卻帶來了鏈路帶寬浪費(fèi)、利用率不高的新問題。在 MSTP網(wǎng)絡(luò)上，各個(gè)交換機(jī)需要通過傳遞BPDU，交換設(shè)備狀態(tài)信息來維護(hù)生成樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)使用高峰期，BPDU報(bào)文的延遲、丟失會(huì)直接造成生成樹的不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)故障，恢復(fù)生成樹所產(chǎn)生的報(bào)文勢必占用大量帶寬，再次造成網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的延遲。而且，生成樹的恢復(fù)機(jī)制也過于滯后，當(dāng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障后，一般需要數(shù)秒才能夠恢復(fù)正常。

針對(duì)VRRP、MSTP存在的技術(shù)缺陷問題，業(yè)內(nèi)提出一種把多臺(tái)核心設(shè)備組合成一臺(tái)虛擬設(shè)備的全新技術(shù)，稱為VSU。

2 VSU技術(shù)概述

VSU(Virtual Switching Unit)是一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，支持將多臺(tái)設(shè)備組合成單一的虛擬設(shè)備。接入、匯聚、核心層設(shè)備都可以組成 VSU，形成整網(wǎng)端到端的 VSU 組網(wǎng)方案。和傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式相比，這種組網(wǎng)可以簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，降低網(wǎng)絡(luò)的管理維護(hù)成本，縮短應(yīng)用恢復(fù)的時(shí)間和業(yè)務(wù)中斷的時(shí)間，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。如圖1所示，核心層交換機(jī)組成 VSU（一主一從）后，可以把核心層交換機(jī)看作單獨(dú)個(gè)體，匯聚層交換機(jī)通過聚合鏈路與 VSU 建立連接。這樣在匯聚層和核心層之間避免了二層環(huán)路，另外由于VSU 減少了路由實(shí)體的數(shù)目，也簡化了三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

圖1.VSU物理拓?fù)?/p>

圖2.VSU邏輯拓?fù)?/p>

VSU技術(shù)具有高可靠性，具體體現(xiàn)在：

跨設(shè)備冗余備份，在VSU運(yùn)行過程中，從設(shè)備保持與主設(shè)備的配置一致，如果主設(shè)備出現(xiàn)故障，從設(shè)備將接替主設(shè)備繼續(xù)工作。

VSL，端口的冗余備份，每臺(tái)設(shè)備有2個(gè)VSL端口，即兩條物理鏈路，如果一條VSL鏈路出現(xiàn)故障，通信報(bào)文可以及時(shí)轉(zhuǎn)移到另一條VSL鏈路。

跨設(shè)備鏈路聚合，VSU和下聯(lián)設(shè)備通過跨設(shè)備聚合鏈路連接，當(dāng)下聯(lián)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。

3 園區(qū)網(wǎng)上VSU策略的部署

3.1 典型園區(qū)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?/h3>

本案例中核心設(shè)備選用RG-S5750-S交換機(jī)，并通過單模光纖口Te1/1、Te1/2互聯(lián)，匯聚層設(shè)備選用RG-S3550，并采用6類雙絞線與核心設(shè)備互聯(lián)。

圖3.典型園區(qū)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

為了防止廣播風(fēng)暴，并有效控制園區(qū)網(wǎng)主機(jī)間互訪，將部門主機(jī)劃分到 Vlan10，?P地址 192.168.10.0/24，網(wǎng)關(guān)地址192.168.10.1。

3.2 園區(qū)網(wǎng)上VSU策略部署

3.2.1 策略描述

1)核心設(shè)備 S5750-S-1和 S5750-S-2 組成虛擬設(shè)備VSU，domain ?D為10，S5750-S-1的優(yōu)先級(jí)是150，S5750-S-2的優(yōu)先級(jí)是 100。S5750-S-1 的 Te1/1，Te1/2 與 S5750-S-2的 Te1/1,Te1/2 分別建立連接，組成S5750-S-1和S5750-S-2之間的 VSL 鏈路，VSL聚合口編號(hào)1。

2)匯聚設(shè)備 S3550的端口 F0/1、F0/2分別與S5750-S-1和S5750-S-2的端口G1/1 、G1/2相連，建立聚合端口，聚合端口編號(hào)1。

3)VSU 上創(chuàng)建Vlan10，設(shè)置?P地址為192.168.10.1，作為部門主機(jī)的網(wǎng)關(guān)。

3.2.2 策略實(shí)現(xiàn)

1）配置VSU Domain

S5750-S-1#configure terminal

S5750-S-1(config)#switch virtual domain 10 //配置 domain ?D 10

S5750-S-1(config-vs-domain)#switch 1 //配置該設(shè)備編號(hào)1

S5750-S-1(config-vs-domain)#switch 1 priority 150 //配置優(yōu)先級(jí)150

S5750-S-1(config-vs-domain)#exit

S5750-S-1(config)#vsl-aggregateport 1//建立VSL-AP，編號(hào)為1

S5750-S-1(config-vsl-ap-1)#port-member interface Te1/1 fiber//添加VSL-AP成員口Te1/1

S5750-S-1(config-vsl-ap-1)#port-member interface Te1/2 fiber//添加VSL-AP成員口Te1/2

S5750-S-1(config-vsl-ap-1)#exit

S5750-S-2#configure terminal

S5750-S-2(config)#switch virtual domain 10

S5750-S-2(config-vs-domain)#switch 2

S5750-S-2(config-vs-domain)#switch 2 priority 100

S5750-S-2(config-vs-domain)#exit

S5750-S-2(config)# vsl-aggregateport 1

S5750-S-2(config-vsl-ap-1)# port-member interface Te1/1 fiber

S5750-S-2(config-vsl-ap-1)# port-member interface Te1/1 fiber

S5750-S-2(config-vsl-ap-1)#exit

2）轉(zhuǎn)換到VSU模式

S5750-S-1#switch convert mode virtual

S5750-S-2#switch convert mode virtual

設(shè)備轉(zhuǎn)換到VSU模式后，端口編號(hào)將發(fā)生變化，從原來二維編號(hào)轉(zhuǎn)換為三維編號(hào)，如S5750-S-1的端口Te1/1將變成Te1/1/1，S5750-S-2的端口Te1/1將變成Te2/1/1，在原有編號(hào)前面上加上設(shè)備編號(hào)。

3）配置聚合端口

vsu(config)#interface aggretegateport 1 //創(chuàng)建聚合端口1

vsu(config-if)#switchport mode trunk //設(shè)置AP1端口、模式為trunk

vsu(config-if)#interface GigabitEthernet 1/1/1

vsu(config-if)#port-group 1//指定端口添加到聚合端口

vsu(config-if)#interface GigabitEthernet 2/1/1

vsu(config-if)#port-group 1

vsu(config)#vlan 10

vsu(config)#interface vlan 10

vsu(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0

vsu(config-if)#no shutdown

4 結(jié) 語

文章提出了一種基于VSU的冗余技術(shù)，相比較傳統(tǒng)冗余技術(shù) MSTP、VRRP而言，VSU 技術(shù)縮短了故障恢復(fù)時(shí)間，提高了鏈路的利用率，進(jìn)一步保障了園區(qū)網(wǎng)的可靠性與穩(wěn)定性。隨著 ?nternet的發(fā)展，VSU 技術(shù)的應(yīng)用將越來越廣泛。

[1]銳捷網(wǎng)絡(luò).RG-5750-S系列產(chǎn)品10.3(b16)軟件版本[EB/OL].http://www.ruijie.com.cn, 2013-2.

[2]余建,林志興.基于VSU的校園網(wǎng)核心交換冗余方案[J].三明學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 27(6): 530-531.