HSRP와 ECMP의 조합에 대한 모범 사례

ECMP (또는 비대칭 경로의 다른 원인)와 HSRP 의 조합은 기본적으로 Cisco IOS에서 손상됩니다. 이 디자인의 기본 동작은 유니 캐스트 트래픽을 과도하게 초과시킵니다.

알려지지 않은 유니 캐스트 플러딩을 방지하기 위해 ECMP와 함께 HSRP를 사용하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?

세부 정보 / 배경

우리는 많은 시설에서 아래 첫 번째 다이어그램과 유사한 HSRP 토폴로지를 가지고 있습니다. Cisco WAN 라우터에는 다른 모든 사이트에 대한 동일한 비용의 경로가 있습니다. 따라서 우리는 항상 비대칭 라우팅 효과를 볼 수 있습니다. 일반적으로 R1을 HSRP 기본으로 지정하지만 ECMP는 R1 또는 R2를 통한 리턴 트래픽을 허용합니다.

문제는 PC1이 WAN을 통해 원격 iSCSI 드라이브를 마운트 할 때 트래픽이 R1을 통해 사이트를 떠나지 만 R2를 통해 돌아올 수 있다는 것입니다. iSCSI 트래픽이 R1을 통해 반환되는 한 문제가 없습니다.

PC1의 트래픽이 R2를 통해 반환 될 때 문제가 발생합니다. iSCSI 세션이 8:00:00에 시작하고 라우터와 스위치 모두 PC1의 Mac을 동시에 학습한다고 가정합니다. 8:00:00과 8:00:05 사이에는 두 스위치 모두 여전히 CAM 테이블에 PC1의 mac 주소가 있으므로 플러딩 문제가 없습니다.

iSCSI 세션이 시작된 후 5 분이 지나면 PC1의 mac에 대한 S2의 CAM 항목이 CAM 테이블에서 만료되고 S2는 PC1의 트래픽을 모든 포트 (이 경우 Po1, Gi0 / 3 및 Gi0 / 4)로 넘칩니다. PC1의 iSCSI 세션이 많은 대역폭을 소비하는 경우,이 알려지지 않은 유니 캐스트 플러딩은 PC3 및 PC4 링크에서 사소한 용량을 흡수 할 수 있습니다.

Cisco IOS 스위치의 기본 CAM 타이머는 300 초입니다.

S2# show mac address-table aging-time
Vlan Aging Time
---- ----------
1    300
17   300

그러나 Cisco IOS의 기본 인터페이스 ARP 타이머는 4 시간입니다.

R2# show interface gi0/0
GigabitEthernet0/0 is up, line protocol is up 
  Hardware is AmdP2, address is 000a.dead.beef (bia 000a.dead.beef)
  Internet address is 172.17.1.252/24
  MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit, DLY 1000 usec, 
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
  Encapsulation ARPA, loopback not set
  Keepalive set (10 sec)
  ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00       <--------------

따라서 S2는 5 분 후에 PC1의 iSCSI 트래픽을 플러딩하기 시작합니다.

간단한 대답은 CAM 타이머를 해당 인터페이스 ARP 타이머 와 같거나 약간 길게 만드는 것입니다. 그러나 선택할 수있는 적어도 세 가지 옵션이 있습니다 ...

옵션 1 : 모든 인터페이스 ARP 타이머 낮추기

이 옵션은 적당한 크기의 layer2 교환 네트워크, 합리적인 수의 ARP 항목 및 라우팅 된 인터페이스가 거의없는 경우에 가장 효과적입니다. 이 방법은 PC mac 항목이 토폴로지에서 빨리 만료되는 것을보고자하는 경우에도 바람직합니다.

• 이더넷 스위치를 향한 모든 IOS 이더넷 인터페이스에서 : arp timeout 240
• 이더넷 스위치에 직면 모든 IOS 이더넷 인터페이스에서 : hold-queue 200 in와 hold-queue 200 out(이러한 제한이 높은, 또는 당신은 당신이 한 번에 처리 할 필요가 있다고 생각 얼마나 많은 ARP 새로 고침에 따라 낮출 수) 정기 ARP-새로 고침 동안 ARP 패킷을 떨어 뜨리지 않도록합니다. 선택적인 패킷 버리기 값을 조정하는 경우 링크 된 용지의 지침을 따라야합니다.

이렇게하면 지정된 ARP 항목에 대해 달리 발생하지 않은 경우 Cisco IOS가 4 분 이내에 ARP 테이블을 새로 고칩니다. 명백한 단점은 ARP 항목이 많으면 확장 성이 좋지 않다는 것입니다. 한도는 플랫폼에 따라 다릅니다. Catalyst 4500/6500 (Layer3 SVI)에서 라우터 당 수백 개의 ARP를 문제없이 사용했습니다.

옵션 2 : 스위치 CAM 타이머 늘리기

이 옵션은 많은 ARP 항목이있는 경우에 가장 효과적입니다 (예 : 격렬한 VMWare 환경과 같은 수천 개).

• 모든 IOS 스위치 : mac address-table aging-time 14400또는 mac address-table aging-time 14400 vlan <vlan-id>관심있는 Vlan의 경우.

이 변경은 대부분의 사람들이 300 초로 고정한다고 가정하는 타이머를 조정하므로 (Cisco IOS에서)이를 연속 문서에 포함시켜야합니다. 이것의 부작용은 PC를 제거한 후 4 시간 동안 CAM 테이블 항목이 남아 있다는 것입니다 (PoV에 따라 양호 또는 불량). 4 시간이 너무 길면 다음 옵션을 참조하십시오.

옵션 3 : 인터페이스 ARP 타이머와 스위치 CAM 타이머 모두 변경

이 옵션은 더 많은 구성 비용으로 옵션 2에서 엄청나게 긴 CAM 타이머를 방지합니다. 900 초, 1800 초 또는 기타 필요한 항목을 선택할 수 있습니다. CAM 및 ARP 타이머가 일치하는지 확인하십시오. 따라서 토폴로지에서 옵션 1과 옵션 2를 모두 구성해야합니다.

나에게 ECMP는 실제 문제이므로 알 수없는 유니 캐스트 플러딩을 제한하는 위의 단계 외에도 R1이 반환 트래픽에 대해 R2보다 선호되도록 WAN을 향한 경로 메트릭을 조정할 수도 있습니다. 이를 달성하는 한 가지 방법은 다음과 같이 R2의 분배 목록을 사용하는 것입니다.

!
ip 접두사-목록 R1-PREFER seq 5 허가 172.17.1.0/24
!
경로 맵 R1-PREFER-MAP 허용 10
 IP 주소 접두사 목록 일치 R1-PREFER
 메트릭 설정 1 1 1 1 1
... (다른 모든 경로 허용)
!
라우터 eigrp 1
 ....
 배포 목록 경로 맵 R1-PREFER-MAP 출력 Ser1 / 0
 ....
!

이로 인해 WAN은 172.17.1.0의 모든 트래픽을 R1으로 전달합니다. R1 Se1 / 0이 실패하면 경로는 R2를 향하여 설치됩니다. R2 로의 백업 경로가 실제로보다 빠른 장애 조치를위한 적절한 후속 작업이되도록 이러한 메트릭을 추가로 조정할 수 있습니다. HSRP 및 추적은 송신 트래픽을 처리합니다.

HSRP가 사용 중일 때 ECMP를 사용하지 않는 경우 PC 상황에서 수신 트래픽이 송신 트래픽보다 높을 수있는 서버에서는 정상일 수 있습니다. 우리는 대부분의 사람들이 ARP 타이머를 설정하는 것을 좋아합니다. 그러나 레이어 3 스위치가있는 MDF와 2 개의 수집 스위치가있는 IDF, 5 개의 액세스 스위치가 있으면 L3 SVI에서 모든 액세스 스위치를 구성하는 것보다 훨씬 쉽게 구성 할 수 있습니다.

스위치 스택을 사용하여 두 번째 스위치에서 MAC 주소 입력 만료 문제를 완화 할 수 있습니다.

아, 기억 나 몇 주 전의 재밌는 일이 몇 일 전에 해결되었습니다. 한 가지 주름은 STP 이벤트가 VLAN을 빠른 에이징 모드로 전환하므로 ARP 타이머보다 MAC 타이머를 길게 설정해도 도움이되지 않는다는 것입니다

각 라우터마다 1 개의 기본으로 두 개의 플로팅 HSRP 게이트웨이를 생성하여 서버에서 ECMP를 강제로 되돌려 문제를 해결했습니다. 그런 다음 각 호스트에서 두 게이트웨이를 모두 구성했습니다. 이러한 방식으로 호스트 트래픽을 R1과 R2에 모두 강제함으로써 R2가 MAC 주소를 만료시키지 않을 것입니다.

이상적으로 L2 / 3 스위치가 만료 된 MAC 주소와 관련된 ARP 항목을 제거한 경우에는 문제가되지 않습니다. IP에 대한 다음 패킷은 ARP 캐시와 MAC 테이블을 모두 채우는 새로운 ARP 요청을 초래합니다. 내가 생각하는 시스코 결국이 구현,하지만 확실히 말할 수 없습니다.

요약 : MC-LAG 또는 HSRP GARP

나는 타이머를 조정하는 팬이 아닙니다. 타이머는 일반적으로 여러 가지 이유로 특정 방식으로 설정됩니다. 그들을 변경 :

• 모든 곳에서 동일하게 유지하기 위해 잠재적으로 운영 집약적입니다.
• 일을 더 복잡하고 어렵게 만듭니다.
• 최근의 논평자가 보여 주듯이, 예기치 않은 부작용이있을 수 있습니다
• 향후 시스코 향상으로 "멋지게"재생되지 않을 수 있음

번갈아:

1. MC-LAG (Cisco 설명서에서 "MEC")를 사용하십시오. MC-LAG를 사용할 수있는 배포 시나리오 (범용 솔루션이 아니며 적절한 연구 및 테스트 후에 만 ​​배포)를 이해해야하지만 이것이 최선의 선택입니다. MC-LAG 변형은 하드웨어에 따라 다릅니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

   ㅏ. 스태킹 (고양이 3k)

   비. VSS (Cat4k / 6k)

   씨. VPC (넥서스)

   디. 유사 mLACP (ASR1k)

   이자형. MC-LAG (ASR9k)

   에프. 클러스터링 (ASA)

2. HSRP가 정기적으로 Gratuitous ARP 패킷을 보내도록합니다 . 물론 이것은 타이머 변경과 유사하지만 CAM 테이블 및 ARP 타이머를 조작하는 것보다 훨씬 더 우아한 변경입니다. (단, 하드웨어 및 소프트웨어 조합에 따라 다르지만 모든 HSRP 구현에서이 기능을 제공하지는 않습니다.)

   기본적으로 HSRP는 라우터가 전달 게이트웨이가 된 후 0, 2 및 4 초에 3 개의 GARP를 보냅니다. 그러나 GARP 수 ( "무한"포함) 및 간격을 선택할 수있는 구성 매개 변수가 있습니다.

MC-LAG, 특히 VSS, VPC 및 클러스터링을 상당히 광범위하게 사용합니다 (스태킹 팬이 아닙니다).

MC-LAG 또는 GLBP를 사용할 수없는 곳에서는 이것이 캠퍼스 L2 / L3 경계 라우터에 적용되는 것입니다 (350 빌딩 캠퍼스가 있으므로 Cat6k를 상당히 많이 사용합니다).

Cat6k-v15(config)#interface vlan 100
Cat6k-v15(config-if)#standby arp ?
  gratuitous  Setup gratuitous ARP interval and count

Cat6k-v15(config-if)#standby arp gratuitous ?
  count     Set HSRP gratuitous ARP count
  interval  Set HSRP gratuitous ARP interval
  <cr>

Cat6k-v15(config-if)#standby arp gratuitous count ?
  <0-60>  Number of gratuitous ARPs to send after group is activated (0 for continuous)

Cat6k-v15(config-if)#standby arp gratuitous count 0 ?
  count     Set HSRP gratuitous ARP count
  interval  Set HSRP gratuitous ARP interval
  <cr>

Cat6k-v15(config-if)#standby arp gratuitous count 0 interval ?
  <3-1800>  Gratuitous ARP Interval (sec)

Cat6k-v15(config-if)#standby arp gratuitous count 0 interval 60 ?
  count     Set HSRP gratuitous ARP count
  interval  Set HSRP gratuitous ARP interval
  <cr>

Cat6k-v15(config-if)#standby arp gratuitous count 0 interval 60 

(이 모든 것에 대한 참조를 게시 할 것이지만이 사이트에 두 개 이상의 URL을 게시 할만큼 충분한 "평판"이 없습니다.)

방금 내 원래 의견이 유효하다는 것을 깨달았습니다. 공급 업체 중립적 설계 권장 사항은 사각형이 아닌 삼각형으로 작성하는 것입니다. 그래서:

1. MC-LAG뿐만 아니라 두 계층의 MC-LAG 그런 다음 스위치 수준과 라우터 수준 모두에서 공유 CAM 테이블을 처리합니다.

2. 그렇게 할 수없는 경우 MC-LAG는 라우터 또는 스위치 중 하나이며 추가 링크 (예 : 라우터와 스위치 사이의 전체 메시)를 사용하여 MC-LAG를 다른 계층에 연결합니다. STP는 루프없는 토폴로지를 보장합니다.

3. 그렇게 할 수없는 경우에도 라우터와 스위치를 완전 메시하십시오. STP는 루프없는 토폴로지를 보장하며 스위치 CAM 테이블은 여전히 ​​모든 적절한 MAC 전달 규칙을 알고 있습니다. 서버는 항상 MAC을 보내며 1 분 간격으로 HSRP GARP를 구성하면 스위치는 HSRP vMAC도 잊어 버리지 않습니다.

선호하는 옵션은 순서대로 있습니다. 그러나 최소한 해당 여분의 링크 쌍을 설치하십시오.