了解混合模式 Catalyst 6000 交换机上的内部 MSFC 冗余

简介

本文档旨在介绍指定路由器(DR)在Catalyst 6000平台中与内部多层交换功能卡(MSFC)冗余相关的概念和作用。讨论内部MSFC的配置限制，以及如果不遵守这些限制可能发生的情况的故障场景。本文档还讨论了三种内部MSFC冗余选项的优缺点。

先决条件

要求

本文档没有任何特定的要求。

使用的组件

本文档不限于特定的软件和硬件版本。

规则

有关文档规则的详细信息，请参阅 Cisco 技术提示规则。

选项 1：双内部MSFC作为独立路由器运行

此选项是内部MSFC冗余的原始方法。使用此方法时，两个MSFC作为两个独立的路由器运行。路由器必须在特定准则内配置，这些准则的原因涉及指定MSFC的概念。

已指定的 MSFC

在内部冗余MSFC配置（在同一机箱中存在两个MSFC的设置）中，引入了指定MSFC的概念。指定MSFC是先启动或最长启动的MSFC。指定MSFC可以是插槽1中的MSFC，也可以是插槽2中的MSFC。没有机制影响哪个MSFC将成为指定MSFC;第一个上线的将是指定的MSFC。如果指定的MSFC被手动重新加载或遇到意外重新加载，则另一个MSFC将成为指定的MSFC。通过在任一MSFC上发出show fm功能或show redundancy命令，可以验证哪个MSFC是指定MSFC。

例如，在插槽1中的MSFC上执行此命令表示此MSFC不是指定MSFC，而指定MSFC在插槽2中。输出示例如下。

Cat6k-MSFC-slot1#show fm feature 
Redundancy Status: Non-designated 
        Designated MSFC: 2 
        Non-designated MSFC:1

在插槽2中的MSFC上发出的相同命令将显示以下信息：

Cat6k-MSFC-slot2#show fm feature 
Redundancy Status: designated 
        Designated MSFC: 2 
        Non-designated MSFC:1

如下所示，show redundancy命令输出将显示相同类型的信息。

Cat6k-MSFC-slot1#show redundancy 
Designated Router: 2 Non-designated Router: 1 
Redundancy Status: designated

注意：

• 无法提前知道将指定哪个MSFC。

• 活动Supervisor(SUP)和指定MSFC之间没有关系。您可以在备用SUP中拥有指定的MSFC。

• 即使在具有单个MSFC的系统中，仍会有指定MSFC的概念。指定MSFC将是机箱中唯一的MSFC。

• 请勿将指定MSFC的概念与活动SUP、开放最短路径优先(OSPF)中的DR、协议独立组播(PIM)中的DR或热备份路由器协议(HSRP)活动路由器混淆。

已指定的 MSFC 的角色

对于带双Supervisor IA(SUP IA)/策略功能卡(PFC)/MSFC或双SUP IA/PFC/MSFC 2的Catalyst 6000系列交换机，指定MSFC的职责如下：

• 在硬件三重内容可寻址存储器(TCAM)中编程访问列表(ACL)

这在MSFC配置中引起了一些限制。第一，两个MSFC必须具有相同的ACL配置，并且必须应用于相同的VLAN接口。如果不执行此操作，将导致意外和不可预测的情况。

对于带双SUP II/PFC 2/MSFC 2的Catalyst 6000交换机，指定MSFC的职责如下：

• 在硬件TCAM中编程ACL

• 将思科快速转发(CEF)表从MSFC 2下载到活动PFC 2的硬件转发信息库(FIB)

除了SUP IA案例中介绍的限制外，还有一些其他限制。两个MSFC之间的路由表需要相同。否则将导致无法预测的路由和交换行为。

例如，如果您的机箱具有双Supervisor II(SUP II)/PFC 2/MSFC 2，且插槽1中的MSFC 2已正确配置，可以使用预期的路由表进行路由，并且MSFC 2为插槽2，则其路由表为空。根据指定MSFC的用户，您可能有以下行为：

• 如果指定插槽1中的MSFC 2，则其CEF表将下载到活动SUP II，并且会发生预期路由。

• 如果指定了插槽2中的MSFC 2，则它将没有任何CEF条目，因为路由表将为空。这将导致下载到活动SUP II的空FIB，并且第3层(L3)流量将被丢弃。

有关SUP II/PFC 2/MSFC 2系统中FIB和单播转发的详细信息，请参阅以下内容：

• 对带有Supervisor 引擎 2且运行CatOS系统软件的Catalyst 6500/6000 系列交换机上涉及CEF的单播IP路由进行故障检修。

例外

• ACL仅由DR编程。这对标准和扩展安全ACL有效，但此规则有一些例外。例如，自反ACL可由指定MSFC和非指定MSFC编程。

• FIB仅由DR编程。这对网络的所有CEF条目（根据路由协议或静态路由获知）均有效。但是，也有一些例外。某些主机条目（如非DR的环回地址）将根据非DR下载到FBI。

配置限制

由于指定MSFC的角色和上述所有限制，两个MSFC都存在配置限制。具体而言，以下适用：

• 两个MSFC必须具有以下功能：

  • 相同的路由协议

  • 相同的静态路由

  • 相同的默认路由

  • 相同的策略路由

  • 相同的VLAN接口

  • 在两个MSFC上以相同方向应用于相同VLAN接口的相同IOS ACL

  • 两个MSFC的IP地址应配置在相应VLAN接口的同一子网上

• 所有接口必须具有相同的管理/运行状态。如果一个MSFC上的接口处于打开状态，则它必须在第二个MSFC上也处于打开状态（一个MSFC上的接口不能关闭，另一个MSFC上的接口则不能处于打开状态）。

两个MSFC之间的冗余将使用HSRP（通常在每个MSFC上配置不同的备用优先级）提供。

对于L3冗余，除以下参数外，两个MSFC的配置应相同：

• HSRP备用优先级

• IP地址命令

选项 1 的优点和缺点

优势

• 两个MSFC运行相同的路由协议，并且具有相同的路由表。因此，当一个MSFC发生故障时，第二个MSFC无需花费时间等待路由协议在转发数据包之前收敛。

• HSRP可在网关冗余发生故障时提供从主用到备用的快速故障切换。

• 与第2层(L2)故障切换的高可用性相结合，在出现一个SUP/MSFC故障时，它可在几秒内提供恢复时间。

缺点

• 浪费IP地址；每个VLAN和每个机箱需要两个IP地址。

• 需要额外的路由协议对等。

• 使用SUP IA平台时，软件中必须丢弃IP组播的非反向路径转发(RPF)流量。

• 维护两种几乎相同的配置的复杂性。

上述最后一个缺点是使用config-sync功能解决的。此功能的支持从MSFC中的版本12.1(3a)E1开始。有关config-sync的详细信息，请参阅MSFC配置同步概述。

选项 2：单路由器模式

单路由器模式(SRM)是一项新功能，可解决以前基于HSRP的冗余方案的缺点。从以下软件版本开始支持SRM:

• 双SUP II/PFC 2/MSFC 2 :12.1(8a)E2和6.3(1)

• 双SUP IA/PFC/MSFC 2 :12.1(8a)E2和6.3(1)

• 双SUP IA/PFC/MSFC1 :12.1(8a)E4和6.3(1)

SRM要求：

• 两个MSFC必须运行相同的IOS映像。

• 需要在SUP上配置高可用性。

• 两个MSFC的配置相同。

• 只有指定的MSFC才能到达网络。

• 非指定MSFC处于打开状态，所有VLAN接口都关闭/关闭（完全启动）。

• 仅在指定MSFC上允许配置。

启用SRM后，非DR将联机，但其所有接口都关闭。因此，它不包含任何路由表信息。这意味着，如果DR发生故障，非DR联机前会有延迟，因此路由表将完整。为了帮助解决此问题，在SUP进行第3层转发失败之前使用的信息会得到维护，并使用来自新DR的任何新信息进行更新。

SRM 和 SUP II/PFC 2/MSFC 2 故障情景

如果SRM和SUP II/PFC 2/MSFC 2开始出现故障，将发生以下情况：

1. DR失败。

2. 新DR将启用其VLAN接口。

3. 在活动SUP上维护FIB条目，并使用旧FIB表交换流量两分钟。DR发生故障后，新DR在构建其路由表时不允许在两分钟内更新SUP。

4. 两分钟后，无论路由协议是否已完成收敛，新CEF表（新DR的CEF表）都会下载到SUP II。

5. 由于路由协议邻居的邻接关系已清除，交换机切换后仍可能出现转发中断（在其他设备上）。

在版本7.1(1)中添加了新功能，允许调整使用旧FIB表和从新DR接受新FIB表之间的间隔。此输出显示如下：

Router(config-r-ha)#single-router-mode failover table-update-delay ?
<0-4294967295> Delay in seconds between switch over detection and h/w FIB reload

在版本7.1(1)之前，此计时器不可调，始终为120秒（两分钟）。 通常建议将failover table-update-delay调整至至少重新填充路由表所需的时间。

SRM 和 SUP IA/PFC/MSFC（1 或 2）故障情景

如果SRM和SUP IA/PFC/MSFC（1或2）开始出现故障，将发生以下情况：

1. DR失败。

2. 新DR将启用VLAN接口。

3. 现有的多层交换(MLS)快捷方式在SUP上维护。L3流量继续使用旧的快捷方式进行路由。

4. 需要创建的任何新流都由新DR立即创建，步骤如下：

   • 数据包是L3快捷方式的候选。

   • 数据包将转发到新的DR。

   • 如果新DR已经有到达目的地的路由，它将路由数据包，并在SUP上创建新的快捷方式。

   • 如果新DR没有到达目的地的路由（请记住，新DR可能仍在忙于计算路由表），则数据包将被丢弃。

SRM 的优点和缺点

优势

• 保留IP地址。

• 减少路由协议对等。

• 配置更简单；不存在运行不支持的不匹配配置的风险

缺点

• 尽管创建路由表的路由器不再联机，我们仍然使用路由表的旧FIB映像。在table-update-delay time期间，将数据包路由到无效路由时存在风险。

• 与选项1相比，对网络的破坏性更大，因为路由表需要从头开始在新DR上计算。

选项 3：手动模式冗余

不再支持手动模式冗余。思科建议使用SRM选项。手动冗余模式涉及强制非指定MSFC进入ROMmon模式。有关详细信息，请参阅手动模式MSFC冗余。

相关信息

• 交换机产品支持
• LAN 交换技术支持
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