CISCO虚拟交换系统(VSS)技术

©CopyrightNanTianCorporation2009CISCO虚拟交换系统（VSS）技术交流技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流议题虚拟交换系统VSS技术概述VSS系统的硬件要求与限制VSS系统引擎冗余模式VSS系统启动序列VSS系统包处理方式VSS系统冗余切换事件VSS系统配置VSS系统运行维护技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流虚拟交换系统VSS技术概述－VSS特点虚拟交换系统通过减少网络设备的数量和简化管理冗余设备和链路的方法来使网络简单化。虚拟交换系统（VSS）将两台CiscoCatalyst6500系列交换机组合为单一虚拟交换机，对外来看，只有一台交换机，管理冗余链路如同管理自己的一个单一接口。虚拟交换系统通过MEC多机箱通道技术减少了3层路由邻居和2层无环的拓扑，简化了网络的配置和操作。技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流物理连接：逻辑连接：虚拟交换系统VSS技术概述－MEC技术当互联的交换机连接到这个VSS时，是通过普通以太网通道(EtherChannel)技术分别连接到VSS系统两台交换机上实现的。而VSS则利用MEC技术在这个捆绑的逻辑端口上实现冗余和负载均衡。MEC技术使互联交换机好像与一台交换机进行互联。使VSS和下联交换机之间形成了一个无环的二层网络结构，不再需要生成树协议；VSS也可以通过减少三层路由邻居使三层网络拓扑简单化，VSS最大支持512个Etherchannel。这个限制包括Etherchannel和MEC。由于VSL需要两个Etherchannel号，所以能使用的Etherchannel有510个。技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流虚拟交换系统VSS技术概述－运行状态当你建立和开启一个VSS的时候，两台VSS成员设备通过相互协商，一个将变成Active状态，一个将变成standby状态。Active状态的设备将控制VSS，为两台设备所有模块运行2层和3层控制协议，也就是只有主设备的控制平面起作用，而两设备的数据平面都起作用。standby的设备将控制流量通过VSL（虚拟交换链路）交由active状态的设备统一处理。虚拟交换链路(VSL)是一条特殊的链路，他用来在一个VSS系统中的两台设备间传输控制信息和数据。VSL能把多达八条10GE物理链路捆绑在一起.在VSL中,控制信息比普通数据拥有更高的优先级,这样保证了控制信息优先传输和完整性。VSL中的数据通过Etherchannel技术进行负载均衡。建议VSL链路使用引擎上的10GE端口进行捆绑。两个设备分别用各自的接口转发进入的流量。并根据数据源与目的的实际情况尽量进行本地转发而不通过VSL进行转发。在VSS系统中，由于standby设备使用VSL监视active设备。一旦检测到active出现故障。standby设备将把自己转换成active状态ActiveStandby虚拟交换链路(VSL)VSS系统技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS硬件要求和限制硬件/IOS要求与限制IOSCiscoIOS12.2（33）SXH及以后版本上市时间：2007年11月管理引擎VirtualSwitchingSupervisor720-10GE（VS-S720-10GE-3C和VS-S720-10GE-3CXL）上市时间：2007年11月模块所有带集中转发卡（CFC）的6700系列模块所有带分布式转发卡（DFC）3C或DFC3CXL的6700系列模块分布式转发卡（DFC）DFC3C（WS-F6700-DFC3C和WS-F6700-DFC3C-XL）VSL端口：VirtualSwitchingSupervisor720-10GE、WS-X6708-10G-3C、WS-X6708-10G-3CXL上面的万兆以太网端口最长VSL距离最长VSL距离取决于用于VSL万兆以太网连接的X2光纤：X2-10GB-CX4:15mX2-10GB-LX4:300mX2-10GB-SR:26m（FDDI级MMF）,300M（采用OM3MMF）X2-10GB-LR:10kmX2-10GB-ER:40kmX2-10GB-LRM:220m，采用MMF机箱所有CiscoCatalyst6500机箱（不必同型号）电源CiscoCatalyst6503-E和6504-E交换机：所有所支持的电源CiscoCatalyst6506、6506-E、6509、6509-E、6509-NEB-A、6509-V-E和6513交换机：至少2500W服务模块目前新版本IOS12.2（33）SXI2支持FWSM防火墙模块、NAM网络分析模块、ACE应用控制引擎模块、WiSM无线服务模块、IDS入侵检测模块等所有服务模块广域网模块目前新版本IOS12.2（33）SXI2支持技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统引擎冗余模式目前有SSO/NSF、RPR两种冗余模式运行在SSO模式下切换时间可以以毫秒计两个引擎运行在SSO模式的条件如下：两者运行的IOS版本必须一致两者的配置文件要一致VSL相关配置要一致PFC运行模式要一致SSO与NSF必须要两个引擎都要配置（如果有动态路由协议），不配置NSF情况下也能运行在SSO模式，但故障时间较长技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统启动行为序列两个VSS成员会将VSS相关配置复制到SP配置中；在启动时进入SP软件启动时，vss初始化所有拥有VSL接口的模块，然后初始化VSL接口，并通过LMP（链路管理协议）检测VSL链路的存活与对等体的存在如果VSL断开则表示对等体不存在，则系统会将自已的角色定义为ACTIVE并完成启动如果对等体存活，则会与之通过RRP（角色决定协议）进行角色的协商，如果配置了VSS优先级，则优先级高者将为ACTIVE状态，而低者为STANDBY状态如果没配置优先级，则VSS－SW－ID号小者为ACTIVE，大者为STANDBY，如SW1为主，而SW2则为备standby状态的设备发送startup-config文件下的虚拟交换信息给active设备，active设备确定虚拟交换域，虚拟交换接点，交换机优先级，交换抢占参数，VSL标识，VSL数量，电源冗余模式以及VSL模块电源参数的一致性。如果一致则进入SSO冗余模式，否则将进入RPR冗余模式active设备同步配置和应用给standby设备如果优先级高且配置了抢占的设备启动后，等抢占计时器（默认为15分钟）到期后自己会变为主设备，而原来的主设备会自动重新启动之后变为备在角色稳定时配置优先级与抢占不会立即生效，只有在重新启动时才会生效技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统包处理方式－VSL链路支持流量VSL传送数据流量和控制流量，所有经过VSL的流量都将封装一个32字节的头，内容包括输入输出的交换机端口索引、VLAN号、COS值等其它信息VSL上支持的二层协议有：STP，VTP，Etherchannel控制协议(LACP,PAGP)VSL上支持所有三层路由协议和组播VSL也能传输系统数据，比如standby设备的Netflow输出数据和SNMP数据VSL支持所有的SPAN协议，支持所有非VSL接口的SPANVSL上流量的负载方式，是根据Etherchannel负载方式计算的，默认为源-目的-IP技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统包处理方式－数据流走向在VSS系统中，主设备的控制平面与数据平面都是可用的，而备设备中只有其数据平面是可用的，而控制平面是不可用的在VSS系统中，由主设备将其CEF转发信息下发到备设备的引擎的PFC、主备设备上板卡的DFC子卡，这样就可以尽可能少的通过VSL链路转发数据流量技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统包处理方式－数据流走向技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统包处理方式－数据流走向注：节点C的返回数据包走向取决于CHANNEL负载均衡算法的选择技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统冗余切换事件－VSL链路问题VSL链路只要没有全部断开，就不会影响主备机间的信息交互与数据传输，也不会影响主备机间的角色稳定（由于VSS自动采用adptive方式的通道负载均衡算法，所以恢复更快）如果整个VSL链路都断开，则会导致两个VSS成员出现双活的情况，这时会出现通信中断可以通过双活检测机制来避免双活问题的出现，确保主备角色的稳定双活检测机制有如下三种：增加PAGP方式IPBFD（双向转发检测）方式快速HELLO方式如果通过双活检测确定有双活情况存在，则原主设备会将自己置于recovery模式并关闭所有非VSL端口（可以将某些特定接口排除在关闭之外），确保通信不受影响，待VSL链路恢复后，它将自动重启并重新确定主备状态三种检测机制可以同时使用，CISCO推荐使用增加PAGP与快速HELLO模式在上面的情况中如果以前有配置未保存的情况，则系统不会自动重启而需要人工干预进行重启，重启前会提示保存配置技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统冗余切换事件－增强PAGP双活检测PAGP是cisco私有的Etherchannel协议。如果VSS的MEC设备都是符合条件的cisco－IOS（支持增强PAGP），那么就可以使用PAGP协议。如果PAGP运行在VSS和下联设备间的MEC中，那么VSS就能使用PAGP去检测双激活状态。在VSS中，PAGP信息包括了一个新的TLV字段，用来包含active设备的ID。只有在VSS下的设备才会发送这种新的PAGP信息，如果主设备在该字段看到了备设备的ID则认为出现了双活情况而将自己置于recovery状态并等待VSL链路的恢复支持增强PAGP的CISCO－IOS如下表：PlatformSoftwareCommentsCiscoCatalyst650012.2(33)SXHSup720andSup32CiscoCatalyst45xxandCiscoCatalyst49xx12.2(44)SGCiscoCatalyst29xx,CiscoCatalyst35xxandCiscoCatalyst37xx12.2(46)SECiscoCatalyst37xxstacknosupportCiscoCatalyst37xxStackNotSupportedCross-stackEtherChannelonlysupportsLACP技术交流©CopyrightNanTianCorporation2009虚拟交换技术VSS交流VSS系统冗余切换事件－IPBFD双活检测使用IPBFD检测方式，必须在VSS系统中的两台设备间准备一个直连的三层链路，不需要互连交换机的支持VSS系统使用双向转发检测(BFD)协议进行双活检测，平时没有BFD邻居关系的建立如果VSL故障后，两台设备将建立BFD邻居，并且尝试建立邻接状态。如果起初是active状态的设备检测到这个邻接信息，那么他就知道现在正处于双激活状态，这样，他将立刻进入recovery状态并