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NE40E V800R010C00 特性描述 - 网络可靠性 01

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框间热备

框间热备

基本概念

在网络中配备两台内插VSUF-80/160业务板的设备情况下,通过部署异框的主备业务板,实现双机框间备份。框间热备通过框间备份机制能够保证主备设备业务数据的一致性,从而可以保证在主设备故障、业务板故障、公网侧链路故障或私网侧链路故障时触发设备间主备倒换,最终实现业务正常运行。

备份原理

框间热备涉及到以下特性:
  • CGN HRP

    CGN HRP(Huawei Redundancy Protocol)协议用于承载心跳检测报文和CGN备份报文,通过HRP首部携带CGN数据备份的报文通知对端备份流表和用户表,达到链路状态备份的目的,从而保证在设备发生故障的时候业务正常。

  • VRRP

    VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)是一种容错协议。该协议通过把几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备,使用一定的机制保证当主机的下一跳路由器出现故障时,及时将业务倒换到其它路由器,从而保持通讯的连续性和可靠性。通常一组路由设备由两个路由设备构成,一个是主机框,另一个为备机框。主备关系的确立根据每个路由设备的优先级决定。若VRRP检测出VSUF业务板的故障,业务流量即会从主设备倒换到备设备上。

说明:
关于文中部分缩略语的说明:
  • VSM是Value-added service management的缩写,表示增值业务管理;HA是High availability的缩写,表示高可用性。
  • VSUF是Flexible Card Versatile Service Unit的缩写,表示灵活插卡通用业务单元。
框间热备通过HRP协议检测对框的CGN单板是否在位,从而根据VRRP协议确认双机框间备份组成员的备份关系。如图11-3所示,主备设备VSUF业务板的0号CPU属于VSM HA备份组1,主备设备的VSUF业务板的1号CPU属于VSM HA备份组2,主设备VSUF业务板的0号CPU的业务信息备份到备设备VSUF业务板的0号CPU,主设备VSUF业务板的1号CPU的业务信息备份到备设备VSUF业务板的1号CPU。
图11-3  框间热备原理图

框间备份支持三种备份模式:冷备,温备和热备。如表11-2所示,跟前两种备份模式相比,框间热备是常用的框间备份的部署模式,能实现业务的高可靠性,故障对网络的影响最小。

表11-2  框间备份

备份模式

支持的NAT场景

业务正常运行场景

故障倒换场景

框间冷备

集中式NAT场景

分布式NAT场景

主业务板进行业务处理,备业务板不备份任何表。

主备倒换时,公私网NAT关系会发生变化,NAT会话需要重建。

框间温备

分布式NAT场景

主业务板进行业务处理,同时备业务板实时备份用户表信息。

主备倒换时,公私网NAT关系不会发生变化,但NAT会话需要重建。

框间热备

集中式NAT场景

主业务板进行业务处理,同时备业务板实时备份NAT会话表信息。

主备倒换时,公私网NAT关系不会发生变化,NAT会话也不需要重建。

分布式NAT场景

主业务板进行业务处理,同时备业务板实时备份用户表和NAT会话表信息。

故障场景处理机制

主备NAT设备之间建立直连链路,根据相关标准,定义VRRP报文的目的IP是组播IP地址224.0.0.18和TTL必须等于255,所以VRRP报文不能通过三层网络传播,可以在二层网络(VLAN,VLL,VPLS等)传播。因此主备设备的网络必须是直连的或者由二层网络构成。因此,通常优先部署框间直连备份。框间非直连备份的故障处理具体内容可参照虚拟接入叠加NAT的非直连框间备份

  • 框间直连备份

    图11-4所示,主备NAT设备插入VSUF-80/160业务板,主设备(NAT device1)和备设备(NAT device2)互为主备,通过10GE跨板Trunk链路直连,建立HRP协议/VRRP协议部署备份通道,备份通道上承载HRP报文和VRRP报文,NAT主备设备通过中间链路建立VRRP,此VRRP关联到用户侧的链路(下行链路)、网络侧的链路(上行链路)、VSM HA备份组状态的信息。在分布式框间备份场景中,用户侧VRRP会关联到VSM HA备份组状态,如下的故障处理过程也可以适用于集中式框间备份场景。

    图11-4  框间热备场景
    业务出现故障倒换机制有三大类:
    • 私网侧链路故障的主备倒换过程

      图11-5中私网侧链路故障,采用VRRP检测到故障触发倒换动作。切换过程中,会有短暂的流量通过中间备份链路。对于私网侧,设备检测出故障并将流量倒换到备设备NAT device2上,这时NAT device2成为主设备。对于公网侧,NAT device2将发布优先级较高的路由,然后来自公网的流量将倒换到NAT device2上。

      图11-5  私网侧链路故障的主备倒换图
    • 公网侧链路故障的主备倒换过程

      图11-6中公网侧的链路出现故障,VRRP检测出故障触发倒换动作。公网侧的链路故障引起IGP/BGP收敛和流量倒换到新的主设备上。对于私网侧,私网侧VRRP不能检测出此故障,从私网到公网的流量依然发送到NAT device1并且经过中间链路转到NAT device2上。

      图11-6  公网侧链路故障的主备倒换图
    • VSUF业务板故障的主备倒换过程

      图11-7中VSUF业务板出现故障,VRRP检测出故障触发倒换动作。私网侧的VRRP检测出NAT device1的业务板故障,主备关系发生变化,因此私网侧流量到达NAT device2进行NAT处理。备设备NAT device2成为主设备,公网侧流量将倒换到NAT device2,不再经过NAT device1。

      图11-7  业务板故障的主备倒换图
  • 框间非直连备份

    框间非直连备份在上行设备(如CR)上部署网络侧PW隧道,做保护隧道。CGN HRP备份报文、CGN HRP控制报文、业务报文和VRRP协议报文承载在网络侧PW隧道。

    图11-8所示,CGN1和CGN2设备内嵌VSUF-80/160业务板,CGN1和CGN2设备部署为框间热备场景,通过非直连链路连接。CGN1和CGN2分别为主备,CGN1将业务重定向报文或HA备份报文转发至L3VE,VE接口对内部短接引流至L2VE接口,从而进入网络侧PW隧道转发至对端设备CGN2。CGN2设备的网络侧PW终端引流至L2VE接口来终结L2VPN报文,引入L3VE接口进行转发或者依据外层标签分发至对应的VSUF-80/160处理。为了保证流量不被丢弃,减少中间VE链路绕行,VRRP关联到公网侧路由。

    图11-8  框间非直连备份场景
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更新时间:2018-07-12

文档编号:EDOC1100028580

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