IP 交换矩阵底层网络设计和实施

有关在这些设计中使用的 IP 交换矩阵底层模型和组件的概述,请参阅数据中心交换矩阵蓝图架构组件中的 IP 交换矩阵底层网络部分。

本节介绍如何在 3 级和 5 级 IPv4 交换矩阵底层中配置主干和叶设备。有关如何在 5 级 IP 交换矩阵底层中配置额外超级主干设备的信息,请参阅 五级 IP 交换矩阵设计和实施。有关在支持该配置的参考架构中配置 IPv6 交换矩阵设计的步骤,请参阅 使用 EBGP 进行 IPv6 交换矩阵底层和叠加网络设计和实施 。

IP 底层网络构建块采用基于 Clos 的交换矩阵拓扑结构。底层网络使用 EBGP 作为路由协议,取代 OSPF 等传统 IGP。您可以在数据中心底层协议中使用其他路由协议;本文不涉及这些路由协议的用法。

此构建块中还使用具有 MicroBFD 的聚合以太网接口。MicroBFD 通过在聚合以太网接口的单个链路上运行 BFD,改进了聚合以太网接口中的故障检测。

图 1 和 图 2 分别提供了 3 级和 5 级 IP 交换矩阵底层网络的高级插图。

图 1:三级 IP 交换矩阵底层网络 Three-Stage IP Fabric Underlay Network
图 2:五级 IP 交换矩阵底层网络 Five-Stage IP Fabric Underlay Network

配置将主干设备连接到叶设备的聚合以太网接口

在这种设计中,每个主干设备都使用单个链路或双成员聚合以太网接口与每个叶设备互连。决定使用单个链路还是聚合以太网接口在很大程度上取决于网络的需求:有关接口要求的更多信息,请参阅 数据中心交换矩阵参考设计概述和经过验证的拓扑 。

大多数 IP 交换矩阵拓扑不使用聚合以太网接口来互连主干和叶设备。如果要使用单个链路连接主干和叶设备,则可以跳过此部分。

使用以下说明将主干和叶设备互连的接口配置为具有两个成员链路的聚合以太网接口。将为每个聚合以太网接口分配一个 IPv4 地址。还启用了具有快速周期间隔的 LACP。

图 3 显示了在此过程中配置的主干设备接口:

图 3:主干 1 接口 Spine 1 Interfaces

图 4 显示了在此过程中配置的叶设备接口:

图 4:叶 1 接口 Leaf 1 Interfaces

要配置使用快速 LACP 的聚合以太网接口,

  1. 设置设备允许的最大聚合以太网接口数。

    我们建议将此数字设置为设备上的聚合以太网接口的确切数量,包括不用于主干到叶设备连接的聚合以太网接口。

    在此示例中,对于叶设备,聚合以太网设备计数值设置为 10,主干设备设置为 100。

    叶设备:

    主干设备:

  2. 创建并命名聚合以太网接口,并根据需要为每个接口分配说明。

    这一步说明如何在主干 1 上创建三个聚合以太网接口,在叶 1 上创建四个聚合以太网接口。

    对于将主干设备连接到叶设备的每个聚合以太网接口,重复此过程。

    主干 1:

    分叶 1:

  3. 将接口分配给设备上的每个聚合以太网接口。

    主干 1:

    分叶 1:

  4. 为设备上的每个聚合以太网接口分配一个 IP 地址。

    主干 1:

    分叶 1:

  5. 在设备上的每个聚合以太网接口上启用快速 LACP。

    LACP 使用快速定期间隔启用 LACP,该间隔将 LACP 配置为每秒发送一个数据包。

    主干 1:

    分叶 1:

  6. 提交配置后,请确认聚合以太网接口已启用、物理链路已启动以及数据包(如果发送了流量)。

    以下输出提供有关主干 1 的此确认信息 ae1 。

  7. 确认 LACP 接收状态为 Current ,并且传输状态是 Fast 针对每个聚合以太网接口捆绑包中的每个链路。

    以下输出提供接口 ae1的 LACP 状态。

  8. 为拓扑中的每个设备重复此过程。

    本指南假定主干和叶设备通过其他部分中的双成员聚合以太网接口互连。配置或监控单个链路而不是聚合以太网链路时,请替换单个链路接口的物理接口名称,以取代聚合以太网接口名称。

在底层网络中启用 EBGP 作为路由协议

在这种设计中,EBGP 是底层网络的路由协议,并且为 IP 交换矩阵中的每个设备分配一个唯一的 32 位自治系统编号 (ASN)。底层路由配置可确保底层 IP 交换矩阵中的所有设备都能可靠地相互访问。为了支持使用 VXLAN 的叠加网络,还需要跨底层 IP 交换矩阵实现 VTEP 之间的可达性。

图 5 显示了底层网络的 EBGP 配置。

图 5:EBGP 底层网络概述 EBGP Underlay Network Overview

要启用 EBGP 作为设备上的底层网络的路由协议,

  1. 创建并命名 BGP 对等组。在这一步中启用了 EBGP。

    底层 EBGP 组在此设计中命名 UNDERLAY 。

    主干或叶设备:

  2. 为底层中的每个设备配置 ASN。

    请记住,在此设计中,每个设备在底层网络中都分配了一个唯一的 ASN。底层网络中 EBGP 的 ASN 使用 local-as 语句在 BGP 对等组级别配置,因为系统 ASN 设置用于叠加网络中的 MP-IBGP 信令。

    以下示例说明如何为主干 1 和叶 1 的 EBGP 配置 ASN。

    主干 1:

    分叶 1:

  3. 通过为每个主干和叶设备上的底层网络中的每个 BGP 对等方指定 ASN 来配置 BGP 对等方。

    在这种设计中,对于主干设备,每个叶设备都是一个 BGP 对等方,对于一个叶设备,每个主干设备都是一个 BGP 对等方。

    以下示例演示了如何在此设计中配置对等 ASN。

    主干 1:

    分叶 1:

  4. 设置 BGP 保留时间。BGP 保持时间是指对等方在关闭 BGP 连接之前等待 BGP 消息(通常是保持更新或通知消息)的时间长度(以秒为单位)。

    较短的 BGP 保留时间值可以保护 BGP 会话在发生问题(如保持身份未发送)中长时间保持开放状态。更长的 BGP 保留时间可确保 BGP 会话即使在问题期间保持活动状态。

    此设计中每个设备的 BGP 保持时间配置为 10 秒。

    主干或叶设备:

  5. 配置 EBGP 以向底层 BGP 对等组的单播地址家族发出信号。

    主干或叶设备:

  6. 配置导出路由策略,用于将环路接口的 IP 地址播发至 EBGP 对等设备。

    此导出路由策略用于使环路接口的 IP 地址可从 IP 交换矩阵中的所有设备访问。为了允许叶和主干设备在叠加网络中使用 MP-IBGP 进行对等互连,需要环路 IP 地址可达性。必须建立叠加网络中 IBGP 对等互连,以允许交换矩阵中的设备共享 EVPN 路由。请参阅 为叠加配置 IBGP。

    这一步中的路由过滤器 IP 地址(192.168.1.10)是叶设备的环路地址。

    分叶 1:

  7. 提交配置后,在每个 show bgp summary 设备上输入命令,以确认 BGP 状态已建立且流量路径处于活动状态。

    在 show bgp summary 主干 1 上发出命令以验证 EBGP 状态。

  8. 为拓扑中的每个主干和叶设备重复此过程。

实现负载平衡

ECMP 负载平衡允许通过多个等价路径将流量发送到同一目标。必须在所有主干和叶设备上启用负载平衡,以确保流量通过 IP 交换矩阵提供的所有可用路径发送。

流量按 Junos 设备上的每个第 4 层流进行负载均衡。ECMP 算法通过多个路径之一对每个流量进行负载平衡,并且该流的所有流量均使用所选的链路进行传输。

在设备上启用基于 ECMP 的负载平衡:

  1. 在 IP 交换矩阵中的所有设备上使用 BGP 中的多个 AS 选项启用多路径。

    默认情况下,EBGP 会为每个前缀选择一个最佳路径,并将该路由安装在转发表表中。启用 BGP 多路径后,指向给定目标的所有等价路径都会安装到转发表表中。该 multiple-as 选项可在不同自治系统中的 EBGP 邻接方之间实现负载平衡。

    所有主干和叶设备:

  2. 创建实现按数据包负载均衡的策略语句。

    所有主干和叶设备:

  3. 将策略语句导出到转发表。

    所有主干和叶设备:

IP 交换矩阵底层网络 — 发布历史

表 1 提供了本部分所有功能的历史记录及其在此参考设计中支持的功能。

表 1:IP 交换矩阵底层网络发布历史

释放

描述

19.1R2

运行 Junos OS 19.1R2 及更高版本的 QFX10002-60C 和 QFX5120-32C 交换机,同一版本列也支持本节中记录的所有功能,但以下功能除外:

  • MicroBFD,仅在 QFX10002-36Q/72Q、QFX10008 和 QFX10016 交换机上受支持。

18.4R2

运行 Junos OS 18.4R2 版和同一版本列更高版本的 QFX5120-48Y 交换机支持本节中记录的所有功能,MicroBFD 除外。

18.1R3-S3

运行 Junos OS 18.1R3-S3 及更高版本的 QFX5110 交换机在同一版本列,支持本节中记录的所有功能,MicroBFD 除外。

17.3R3-S1

参考设计中支持 Junos OS 17.3R3-S1 版本及同一版本列更高版本的设备也支持本部分记录的所有功能。以下是例外:

  • MicroBFD,仅在 QFX10002-36Q/72Q、QFX10008 和 QFX10016 交换机上受支持。