cisco vpc

cisco-nexus系列交換-vpc

vpc簡介：

vpc概述

vpc（virtual PortChannel 虛擬鏈路聚合），技術容許將鏈接到兩個Nexus系列交換機的物理鏈路看做爲一條邏輯端口聚合鏈路。

能夠鏈接的設備：nexus2000系列的Fabric Extender（交換機矩陣擴展器），交換機，服務器等其餘任何網絡設備。

vpc技術能夠提供二層多路徑選擇，讓用戶能夠在有多條路徑的狀況下增長網絡冗餘，提示帶寬，在多個節點之間實現多條並行路徑和對流量進行負載均衡。

vpc包括

啓用vpc功能以後，須要建立一個對等體保持活動鏈接（keepalive link），該鏈接將發送vpc對等體之間的心跳信息。

vpc域包括：vpc對等體設備（交換機）、vpc對等保持活動鏈路（心跳線）、vpc對等互聯鏈路和鏈接到下游設備等的vpc域中的全部PortChannels。每一個設備上只能有一個vpc域ID。

vpc優點

• 容許一個設備跨兩個上游設備使用PortChannel
• 消除生成樹協議阻塞端口
• 提供無循環拓撲
• 使用全部可用的上行帶寬
• 提供快速收斂，比生成樹要快。
• 提供鏈路級別的彈性。
• 幫助確保高可用。

vpc案例

vpc不只容許switch或者server鏈接到一對Nexus5000系列交換機建立PortChannel，還能夠經過Nexus2000交換機來擴展交換機矩陣。以下圖1部署場景在兩個cisco上的兩個端口之間建立一個vpc。

圖2中的vpc部署場景容許cisco nexus2000系列交換機鏈接到一對nexus5000系列交換機，並使全部鏈接處於活動狀態。

除了圖1和圖2中的兩個拓撲以外，還能夠在任何支撐PortChannel的設備上使用vpc，以便在設備上鍊接到一對nexus系列交換機實現彈性和高吞吐量。

VPC概念

• VPC：vpc是指vpc對等體設備和下游設備之間的組合PortChannel。
• vpc對等交換：就是組成vpc功能的兩個nexus系列交換機，一個設備爲主，一個爲備。
• vpc對等鏈接：用於同步vpc對等設備之間狀態的鏈接。vpc對等鏈路在兩個vpc交換機之間攜帶控制通訊量，還有組播、廣播數據通訊量。在某些鏈路故障場景中，還攜帶單播通訊量。對等鏈路至少是兩個10GE接口。
• vpc域：該域包括vpc對等設備、vpc對等保持活動鏈接和鏈接到下游設備的vpc中的全部PortChannels。同時，全部關於vpc的全局配置都關聯到vpc域下。
• vpc對等保持活動鏈接：對等保持活動鏈接監視vpc對等交換機的生命力。在vpc對等設備之間發送週期性的保持活動鏈接。vpc對等活動鏈接能夠是管理接口（MGMT）或交換機虛擬接口（SVI）。不能有數據或同步流量在vpc對等保持活動鏈接上移動；該鏈接上的惟一通訊量是代表交換機正在操做和運行vpc的消息。（也就是說用於vpc對等活動鏈接的vlan是徹底不能作別的事情的。）本實驗用MGMT用做對等活動鏈接。

vpc配置

• 啓用vpc
• 建立一個vpc域，並進入vpc-域模式。
• 配置vpc等等保持活動鏈接。
• （可選）配置系統優先級。
• （可選）配置vp角色優先級
• 建立vpc對等鏈接。
• 將PortChannel加入vpc。

驗證vpc配置

Command	command description
show feature	查看vpc功能是否啓用
show vpc brief	查看vpc簡短的信息
show vpc consistency-parameters	顯示全部vpc接口上必須一致的參數的狀態
show running-config vpc	查看vpc的運行配置信息
show port-channel capacity	顯示port-channel數量和有效的port-channel數量
show vpc statistics	查看vpc的統計信息
show vpc peer-keepalive	查看vpc保持活動消息的信息
show vpc role	顯示vpc對等設備的狀態，本地設備的角色，vpc系統的mac地址和系統優先級，和本地設備的mac地址和優先級

兩臺vpc設備必須相同的配置參數

• portchannel模式：
  • on、off、active
• 對等體port-channel鏈路速度
• 對等體雙工模式
• 對等體port-channeltrunk模式的本徵vlan
• stp模式
• stp的全局設置
  • 橋保護設置
  • 端口類型設置
  • 環路保護設置
• stp接口設置
  • 端口類型設置
  • 環路保護
  • 根保護
• qos配置
  • priority flow control（PFC）
  • 嚴格的優先排隊和赤字加權循環（DWRR）
  • 最大傳輸單元（mtu）

若是沒有在設備上啓用這些參數，則vpc一致性檢查將忽略這些參數。

應該相同的配置參數：

• mac地址老化計時器
• 靜態mac地址條目
• 全部訪問控制列表acl配置和參數
• 生成樹接口設置
  • 橋協議數據單元（BPDU）過濾器
  • BPDU保護
  • cost
  • 鏈路類型
  • 優先級
  • vlans（每一個vlan的生成樹配置）
• IGMP snooping

VPC配置案例

n9k-1配置

1. 配置管理接口ip和默認路由

   n9k-1(config)# interface mgmt 0 
   n9k-1(config-if)# ip add 172.16.2.1/24
   n9k-1(config-if)# vrf context management 
   n9k-1(config-vrf)# ip route 0.0.0.0/0 172.16.2.254 （路由本實驗能夠忽略）
   n9k-1(config-vrf)# exit

2. 啓用vpc和lacp

   n9k-1(config)# feature vpc
   n9k-1(config)# feature lacp

3. 建立一個vlan

   n9k-1(config)# vlan 101 
   n9k-1(config-vlan)# exit

4. 建立vpc域

   n9k-1(config)# vpc domain 1

5. 配置vpc角色優先級

   n9k-1(config-vpc-domain)# role priority 100
   Warning: 
   !!:: vPCs will be flapped on current primary vPC switch while attempting role change ::!! 
   Note: 
   --------:: Change will take effect after user has re-initd the vPC peer-link  ::--------

6. 配置對等保持活動連接

   n7k-1(config-vpc-domain)# peer-keepalive destination 172.16.2.2 
   Note: 
   --------:: Management VRF will be used as the default VRF ::--------

7. 配置vpc對等鏈路。

   注意：在vpc對等體交換機之間的peer link爲trunk時，trunk必須容許全部vpc成員端口所屬的vlan。

   n9k-1(config-vpc-domain)# interface ethernet 1/1-2 
   n9k-1(config-if-range)# channel-group 1 mode active 
   n9k-1(config-if-range)# interface port-channel 1
   n9k-1(config-if)# vpc peer-link 
   2018 Nov 29 07:52:50 n9k-1 %$ VDC-1 %$ stp: Please note that spanning tree port type is changed to "network" port type on vPC peer-link. This will enable spanning tree Bridge Assurance on vPC peer-link provided the STP Bridge Assurance (which is enabled by default) is not disabled. 
   n9k-1(config-if)# switchport mode trunk 
   n9k-1(config-if)# switchport trunk allowed vlan 1,101
   n9k-1(config-if)# exit

8. 配置鏈接n2k port-channel（這步本實驗忽略，由於沒有下聯n2k，直接互聯了一個交換）

   激活fex：
   n9k-1(config)# install feature-set fex 
   n9k-1(config)# feature-set fex 
   n9k-1(config)# fex 101 
   n9k-1(config-fex)# pinning max-links 1
   n9k-1(config-fex)# exit
   
   n9k-1(config)# interface ethernet 1/3-4 
   n9k-1(config-if-range)# channel-group 100 
   n9k-1(config-if-range)# interface port-channel 100
   n9k-1(config-if)# switchport mode fex-fabric 
   n9k-1(config-if)# fex associate 101 
   n9k-1(config-if)# exit

9. 將下聯接口加入vpc

   n9k-1(config)# interface ethernet 1/7
   n9k-1(config-if)# channel-group 10 
   n9k-1(config-if)# interface port-channel 10
   n9k-1(config-if)# vpc 10
   n9k-1(config-if)# switchport access vlan 101
   n9k-1(config-if)# exit

n9k-2配置

1. 配置管理接口ip和默認路由

   n9k-2(config)# interface mgmt 0 
   n9k-2(config-if)# ip add 172.16.2.2/24
   n9k-2(config-if)# vrf context management 
   n9k-2(config-vrf)# ip route 0.0.0.0/0 172.16.2.254 （路由本實驗能夠忽略）
   n9k-2(config-vrf)# exit

2. 啓用vpc和lacp

   n9k-2(config)# feature vpc 
   n9k-2(config)# feature lacp

3. 建立一個vlan

   n9k-2(config)# vlan 101
   n9k-2(config-vlan)# exit

4. 建立vpc域

   n9k-2(config)# vpc domain 1 
   2018 Nov 29 08:38:14 n9k-2 %$ VDC-1 %$ %STP-2-VPC_PEERSWITCH_CONFIG_DISABLED: vPC peer-switch configuration is disabled. Please make sure to change spanning tree "bridge" priority as per the recommended guidelines.

5. 配置vpc角色優先級

   本部忽略，不用配置。

6. 配置對等保持活動連接

   n9k-2(config-vpc-domain)# peer-keepalive destination 172.16.2.1

7. 配置vpc對等鏈路。

   注意：在vpc對等體交換機之間的peer link爲trunk時，trunk必須容許全部vpc成員端口所屬的vlan。

   n9k-2(config-vpc-domain)# interface ethernet 1/1-2
   n9k-2(config-if-range)# channel-group 1 mode active 
   n9k-2(config-if-range)# interface port-channel 1 
   n9k-2(config-if)# vpc peer-link 
   2018 Nov 29 08:40:31 n9k-2 %$ VDC-1 %$ stp: Please note that spanning tree port type is changed to "network" port type on vPC peer-link. This will enable spanning tree Bridge Assurance on vPC peer-link provided the STP Bridge Assurance (which is enabled by default) is not disabled. 
   n9k-2(config-if)# switchport mode trunk 
   n9k-2(config-if)# switchport trunk allowed vlan 1,101
   n9k-2(config-if)# exit

8. 配置鏈接n2k port-channel （這步本實驗忽略，由於沒有下聯n2k，直接互聯了一個交換）

   激活fex：
   n9k-2(config)# install feature-set fex 
   n9k-2(config)# feature-set fex 
   n9k-2(config)# fex 101 
   n9k-1(config-fex)# pinning max-links 1
   n9k-2(config-fex)# exit
   
   n9k-2(config)# interface ethernet 1/3-4 
   n9k-2(config-if-range)# channel-group 100 
   n9k-2(config-if-range)# interface port-channel 100
   n9k-2(config-if)# switchport mode fex-fabric 
   n9k-2(config-if)# fex associate 101 
   n9k-2(config-if)# exit

9. 將下聯接口加入vpc

   n9k-2(config)# interface ethernet 1/7
   n9k-2(config-if)# channel-group 10 
   n9k-2(config-if)# interface port-channel 10
   n9k-2(config-if)# vpc 10
   n9k-2(config-if)# switchport access vlan 101
   n9k-2(config-if)# exit

swi-1配置

swi-1(config)# interface range ethernet 0/0 to 0/1 
swi-1(config-if-range)# channel-group 1 
swi-1(config-if-range)# interface port-channel 1
swi-1(config-if)# switchport access vlan 101
swi-1(config-if)# exit

swi-1配置以下：
interface Port-channel1
 switchport access vlan 101
!
interface Ethernet0/0
 channel-group 1 mode on
!
interface Ethernet0/1
 channel-group 1 mode on

驗證vpc配置

N9k-1 的驗證

驗證對等活動鏈接：

show vpc brief

sh vpc peer-keepalive

sh vpc role

N9k-2 的驗證

vpc+HSRP 驗證冗餘

配置hsrp

n9k

1. 激活vlan接口和hsrp功能

   n9k-1(config)# feature interface-vlan 
   n9k-1(config)# feature hsrp

2. 配置hsrp

   激活track功能：

   n9k-1(config)# feature tacacs+

   配置track：

   n9k-1(config)# track 1 interface ethernet 1/7 line-protocol

   n9k-1(config-if)# interface vlan 101
   n9k-1(config-if)# ip add 172.16.101.1 255.255.255.0
   n9k-1(config-if)# hsrp version 2
   n9k-1(config-if)# hsrp 101
   n9k-1(config-if-hsrp)# priority 120
   n9k-1(config-if-hsrp)# ip 172.16.101.3 
   n9k-1(config-if-hsrp)# track 1 decrement 11 
   n9k-1(config-if-hsrp)# exit

3. 配置用於hsrp通訊的接口

   n9k-1(config)# interface Ethernet1/4
   n9k-1(config-if)# switchport mode trunk
   n9k-1(config-if)# exit

n9k-2的配置

n9k-2(config)# feature interface-vlan 
n9k-2(config)# feature hsrp 
n9k-2(config)# feature tacacs+ 
n9k-2(config)# track 1 interface ethernet 1/3 line-protocol 
n9k-2(config-track)# exit
n9k-2(config)# interface vlan 101
n9k-2(config-if)# ip add 172.16.101.2 255.255.255.0
n9k-2(config-if)# hsrp version 2
n9k-2(config-if)# hsrp 101
n9k-2(config-if-hsrp)# priority 110
n9k-2(config-if-hsrp)# ip 172.16.101.3
n9k-2(config-if-hsrp)# track 1 decrement 11
n9k-2(config-if-hsrp)# exit
n9k-2(config)# interface Ethernet1/4
n9k-2(config-if)# switchport mode trunk
n9k-2(config-if)# exit

swi-1配置

interface vlan101
ip add 172.16.101.100 255.255.255.0

interface Port-channel1
 switchport access vlan 101
!
interface Ethernet0/0
 channel-group 1 mode on
!
interface Ethernet0/1
 channel-group 1 mode on

 ip route 0.0.0.0/0 172.16.101.3

驗證hsrp

n9k：

模擬鏈路中斷，網關自動切換，丟包1個

修改hsrp優先級，網關自動切換，不丟包

vpc+hsrp 生成樹，沒有block口！

vpc+hsrp 和 單獨hsrp 對比

單獨的hsrp實驗，這裏再也不敘述。

一、生成樹

hsrp的生成樹會阻塞端口，vpc+hsrp則不會。

二、模擬鏈路中斷

hsrp模擬鏈路中斷，切換網關，丟包3個，比vpc+hsrp收斂慢。切回來的時候和vpc+hsrp是同樣的。

三、修改優先級

hsrp修改優先級，切換網關，丟包現象和vpc+hsrp收斂同樣。

四、鏈路帶寬

vpc+hsrp 實現下聯交換或者主機的上聯鏈路帶寬增長。