瞭解混合模式Catalyst 6000交換機上的內部MSFC冗餘

簡介

本檔案旨在說明指定路由器(DR)在Catalyst 6000平台中涉及內部多層次交換功能卡(MSFC)備援的概念和作用。討論了內部MSFC的配置限制，以及如果不遵循這些限制會發生什麼的故障場景。本文檔還討論了三種型別的內部MSFC冗餘選項的優缺點。

必要條件

需求

本文件沒有特定需求。

採用元件

本文件所述內容不限於特定軟體和硬體版本。

慣例

如需文件慣例的詳細資訊，請參閱思科技術提示慣例。

選項1:作為獨立路由器運行的雙內部MSFC

此選項是內部MSFC冗餘的原始方法。使用此方法時，兩個MSFC作為兩個單獨的路由器運行。路由器必須根據特定准則進行配置，這些准則的原因涉及指定的MSFC的概念。

指定的MSFC

在內部備援MSFC配置（在同一機箱中有兩個MSFC的設定）中，引入了指定MSFC的概念。指定的MSFC是首先出現的MSFC，或者是最長的MSFC。指定的MSFC可以是插槽1中的MSFC，也可以是插槽2中的MSFC。沒有機制影響哪個MSFC將成為指定的MSFC;首先上線的是指定的MSFC。如果手動重新載入指定的MSFC或遇到意外重新載入，則另一個MSFC將成為指定的MSFC。您可以在任一MSFC上發出show fm feature或show redundancy命令，以驗證哪個MSFC是指定的MSFC。

例如，在插槽1中的MSFC上執行的此命令指示此MSFC不是指定的MSFC，並且指定的MSFC位於插槽2中。以下輸出示例。

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

在插槽2中的MSFC上發出的相同命令將顯示以下內容：

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

show redundancy命令輸出將顯示相同型別的資訊，如下所示。

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

附註：

• 無法預先知道將指定哪個MSFC。

• 作用中Supervisor(SUP)和指定的MSFC之間沒有關係。您可以在待命SUP中擁有指定的MSFC。

• 即使在具有單個MSFC的系統中，仍存在指定MSFC的概念。指定的MSFC將是機箱中唯一的MSFC。

• 請勿將指定MSFC的概念與主用SUP、開放最短路徑優先(OSPF)中的DR、協定無關多點傳送(PIM)中的DR或熱待命路由器協定(HSRP)主用路由器混淆。

指定的MSFC的角色

對於具有雙Supervisor IA(SUP IA)/Policy Feature Card(PFC)/MSFC或雙SUP IA/PFC/MSFC 2的Catalyst 6000系列交換機，指定MSFC的職責如下：

• 在硬體三元內容可定址儲存器(TCAM)中程式設計訪問清單(ACL)

這會導致MSFC配置中的多個限制。第一個條件是，兩個MSFC必須具有相同的ACL配置，並且必須應用到相同的VLAN介面上。否則將導致意外和不可預測的情況。

對於具有雙SUP II/PFC 2/MSFC 2的Catalyst 6000交換機，指定MSFC的職責如下：

• 在硬體TCAM中程式設計ACL

• 將Cisco Express Forwarding(CEF)表從MSFC 2下載到活動PFC 2的硬體轉發資訊庫(FIB)

除了SUP IA案例中描述的限制外，還有一些其他限制。兩個MSFC之間的路由表必須相同。否則將導致不可預知的路由和交換行為。

例如，如果您的機箱具有雙Supervisor II(SUP II)/PFC 2/MSFC 2，並且插槽1中的MSFC 2已正確配置為使用預期的路由表進行路由，而MSFC 2是插槽2的路由表為空。根據指定的MSFC是誰，您可能有以下行為：

• 如果插槽1中的MSFC 2被指定，其CEF表將被下載到活動SUP II，並且會發生預期的路由。

• 如果插槽2中的MSFC 2被指定，它將沒有任何CEF條目，因為路由表將為空。這會導致下載到作用中SUP II的空FIB，而且第3層(L3)流量會遭到捨棄。

有關SUP II/PFC 2/MSFC 2系統中FIB和單播轉發的詳細資訊，請參閱以下內容：

• 使用Supervisor Engine 2且執行CatOS系統軟體的Catalyst 6500/6000系列交換器上涉及CEF的單播IP路由疑難排解

例外

• ACL僅由DR程式設計。這適用於標準型和延伸型安全ACL，但此規則有一些例外情況。例如，自反型ACL可以透過指定的MSFC和非指定的MSFC進行程式設計。

• FIB僅由DR程式設計。這適用於網路的所有CEF專案（根據路由通訊協定或靜態路由得知）。但是，也有一些例外情況。某些主機條目（如非DR的環回地址）將下載到每個非DR的FBI。

配置限制

由於指定的MSFC的角色和上述所有限制，兩個MSFC都存在配置限制。具體來說，以下內容適用：

• 兩個MSFC都必須具有以下特性：

  • 相同的路由協定

  • 相同的靜態路由

  • 相同的預設路由

  • 相同的策略路由

  • 相同的VLAN介面

  • 相同IOS ACL應用於兩個MSFC上同一個VLAN介面（同一方向）

  • 兩個MSFC應在相應VLAN介面的同一子網中配置IP地址

• 所有介面必須具有相同的管理/操作狀態。如果某個MSFC上的某個介面處於開啟狀態，則它也必須處於開啟狀態（不能在一個介面上關閉而在另一個介面上開啟）。

將使用HSRP提供兩個MSFC之間的冗餘（通常在每個MSFC上配置了不同的備用優先順序）。

對於L3冗餘，除以下引數外，兩個MSFC的配置應相同：

• HSRP備用優先順序

• IP address命令

選項1的優缺點

優勢

• 兩個MSFC運行相同的路由協定並具有相同的路由表。因此，當一個MSFC中發生故障時，第二個MSFC不需要花費時間等待路由協定在轉發資料包之前收斂。

• HSRP可在網關冗餘出現故障時提供從主用到備用的快速故障切換。

• 結合第2層(L2)故障切換的高可用性，當一個SUP/MSFC發生故障時，它可在幾秒內提供恢復時間。

缺點

• IP地址浪費；每個VLAN和每個機箱需要兩個IP地址。

• 需要其他路由協定對等。

• 使用SUP IA平台時，必須在軟體中丟棄IP組播的非反向路徑轉發(RPF)流量。

• 維護兩個幾乎完全相同的配置的複雜性。

使用配置同步功能可以解決上述最後一個缺點。自MSFC中的版本12.1(3a)E1開始支援此功能。有關配置同步的詳細資訊，請參閱MSFC配置同步概述。

選項2:單路由器模式

單路由器模式(SRM)是一項新功能，可解決以前基於HSRP的冗餘方案的缺陷。SRM支援從以下軟體版本開始：

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

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

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

SRM要求：

• 兩個MSFC必須運行相同的IOS映像。

• 需要在SUP上配置高可用性。

• 兩個MSFC具有相同的配置。

• 網路只能看到指定的MSFC。

• 當所有VLAN介面關閉/關閉（完全引導）時，非指定MSFC保持運行。

• 只能在指定的MSFC上進行配置。

啟用SRM後，非DR處於聯機狀態，但所有介面都已關閉。因此，它不包含任何路由表資訊。這意味著，如果DR發生故障，在非DR聯機之前將存在一些延遲，從而使路由表完整。為了幫助解決此問題，SUP在三級轉發出現故障之前使用的資訊會得到維護，並會使用來自新DR的任何新資訊更新。

SRM和SUP II/PFC 2/MSFC 2故障場景

如果SRM和SUP II/PFC 2/MSFC 2開始出現故障，將會發生以下情況：

1. DR發生故障。

2. 新的DR將啟動其VLAN介面。

3. FIB條目在活動SUP上維護，並且流量使用舊FIB表交換兩分鐘。在DR發生故障後，新DR在建立路由表時不允許更新SUP兩分鐘。

4. 兩分鐘後，無論路由協定是否完成收斂，新CEF表（新DR的CEF表）都會下載到SUP II。

5. 由於路由協定的鄰居已清除其鄰接關係，交換機切換後，仍可能會出現轉發中斷（在其他裝置上）。

版本7.1(1)中新增了一個新功能，允許調整使用舊FIB表與接受新DR中的新FIB表之間的間隔。此輸出顯示如下：

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，此計時器不可調，始終為120秒（兩分鐘）。 通常建議將故障切換表update-delay調整為至少重新填充路由表所需的時間。

SRM和SUP IA/PFC/MSFC（1或2）故障場景

如果SRM和SUP IA/PFC/MSFC（1或2）開始出現故障，將會發生以下情況：

1. DR發生故障。

2. 新的DR會顯示VLAN介面。

3. 現有的多層交換(MLS)快捷方式在SUP上維護。L3流量繼續使用舊快捷方式路由。

4. 需要建立的任何新流都由新DR立即建立，其步驟如下：

   • 資料包是L3快捷方式的候選資料包。

   • 將資料包轉發到新的DR。

   • 如果新DR已經具有到達目標的路由，它會路由資料包，並在SUP上建立新的快捷方式。

   • 如果新DR還沒有到達目的地的路由（請記住，新DR可能仍然忙於計算路由表），資料包將被丟棄。

SRM的優缺點

優勢

• 保留IP地址。

• 減少路由協定對等。

• 配置更簡單；沒有運行不支援的不匹配配置的風險

缺點

• 我們仍使用路由表的舊FIB映像，即使建立該映像的路由器已不線上。table-update-delay期間存在將資料包路由到無效路由的風險。

• 比選項1對網路的干擾更大，因為需要在新DR上從頭計算路由表。

選項3:手動模式冗餘

不再支援手動模式冗餘。思科建議使用SRM選項。手動冗餘模式涉及在ROMmon模式下強制使用非指定MSFC。有關詳細資訊，請參閱手動模式MSFC冗餘。

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