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04-三层技术-IP业务配置指导

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07-IP转发基础配置

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07-IP转发基础配置


1 IP转发基础

1.1  IP转发表简介

FIB(Forwarding Information Base,转发信息库)表用来指导IP报文转发。

路由器通过路由表选择路由,把优选路由下发到FIB表中,通过FIB表指导IP报文转发。FIB表中每条转发表项都指明了要到达某子网或某主机的报文的下一跳IP地址以及出接口。

关于路由表的详细介绍,请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“IP路由基础”。

通过命令display fib可以查看FIB表的信息,例如:

<Sysname> display fib

 

Destination count: 8 FIB entry count: 8

 

Flag:

  U:Usable   G:Gateway   H:Host   B:Blackhole   D:Dynamic   S:Static

  R:Relay     F:FRR

 

Destination/Mask   Nexthop         Flag     OutInterface/Token       Label

0.0.0.0/32         127.0.0.1       UH       InLoop0                  Null

127.0.0.0/8        127.0.0.1       U        InLoop0                  Null

127.0.0.0/32       127.0.0.1       UH       InLoop0                  Null

127.0.0.1/32       127.0.0.1       UH       InLoop0                  Null

127.255.255.255/32 127.0.0.1       UH       InLoop0                  Null

224.0.0.0/4        0.0.0.0         UB       NULL0                    Null

224.0.0.0/24       0.0.0.0         UB       NULL0                    Null

255.255.255.255/32 127.0.0.1       UH       InLoop0                  Null

 

FIB表中包含了下列关键项:

·     Destination:目的地址。用来标识IP报文的目的地址或目的网络。

·     Mask:网络掩码。与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址。将目的地址和网络掩码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址。例如:目的地址为192.168.1.40、掩码为255.255.255.0的主机或路由器所在网段的地址为192.168.1.0。掩码由若干个连续“1”构成,既可以用点分十进制法表示,也可以用掩码中连续“1”的个数来表示。

·     NextHop:转发的下一跳地址。

·     Flag:路由的标志。

·     OutInterface:转发接口。指明IP报文将从哪个接口转发。

·     Token:LSP(Label Switched Path,标签交换路径)索引号。

·     Label:内层标签值。

1.2  将当前的IP转发表项保存到用户指定的文件中

1. 配置限制和指导

保存IP转发表项信息到用户指定的文件中时,如果指定的文件不存在,系统会先创建该文件,再保存;如果已存在,则会覆盖原文件。

本功能只用来触发一次IP转发表项保存到用户指定的文件中。

如果需要周期性地自动保存IP转发表,可以通过配置定时执行任务功能,采用循环执行方式,让设备在指定时间到达时,自动执行命令。关于配置定时执行任务功能的详细介绍,请参见“基础配置指导”中“设备管理”。

2. 配置步骤

可在任意视图下执行本命令,将当前的IP转发表项保存到用户指定的文件中。

ip forwarding-table save filename filename

1.3  开启IPv4转发路径快速迁移功能

1. 功能简介

在VLAN接口上开启IPv4转发路径快速迁移功能后,当发生网络拓扑变化或用户接入端口迁移等事件时,通过该VLAN接口转发的IPv4流量能够迅速迁移到其它转发路径,从而减少流量中断时间,提高网络的整体响应速度和用户体验。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入VLAN接口视图。

interface vlan-interface interface-number

(3)     开启IPv4转发路径快速迁移功能。

ip forwarding fast-move

缺省情况下,IPv4转发路径快速迁移功能处于关闭状态。

1.4  配置设备从VXLAN隧道收到指定协议类型的报文直接转发,不上送CPU

1. 功能简介

在EVPN分布式网关组网中,设备作为VTEP从VXLAN隧道口收到VXLAN封装的指定内层协议类型(VXLAN封装的内层报文的协议类型)的报文后,缺省情况会上送CPU进行处理。当指定内层协议类型的报文较多时,会被限速而导致丢包。这种情况下,VTEP的下行设备或终端可能因无法及时收到指定协议类型的报文,引发业务异常。

为避免此类情况,设备支持配置对VXLAN隧道口收到指定协议类型的报文直接转发,不上送CPU。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置设备从VXLAN隧道收到指定协议类型的报文直接转发,不上送CPU。

forwarding vxlan-packet inner-protocol { ipv4 | ipv6 } *

缺省情况下,设备从VXLAN隧道收到指定报文后将会上送CPU处理。

1.5  开启IPv4 FIB表项一致性检查功能

1. 功能简介

如果当前系统的IP报文转发效果达不到预期,可以通过本功能检查IPv4 FIB软件表项与驱动硬件表项的一致性。该功能开启后,设备将定时对所有的IPv4 FIB软件表项下发驱动进行检查,如果与驱动硬件表项不一致则打印日志信息,同时根据IPv4 FIB软件表项刷新驱动硬件表项。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启IPv4 FIB表项一致性检查功能。

fib consistency-check enable

缺省情况下,IPv4 FIB表项一致性检查功能处于关闭状态。

1.6  配置FIB模块的告警功能

1. 功能简介

开启FIB模块的告警功能后,该模块会生成告警信息,用于报告该模块的重要事件,例如FIB消息的队列长度超过阈值时,设备将此信息记录在告警信息中,生成的告警信息将发送到设备的SNMP模块。

通过设置SNMP中告警信息的发送参数,来决定告警信息输出的相关属性。有关告警信息的详细介绍,请参见“网络管理和监控配置指导”中的“SNMP”。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启FIB模块的告警功能。

snmp-agent trap enable fib [ deliver-failed | ecmp-limit | entry-consistency | entry-limit ] *

缺省情况下,FIB模块的告警功能均处于开启状态。

1.7  开启IP转发告警功能

1. 功能简介

开启IP转发模块的告警功能后,IP转发模块会生成告警信息报告该模块的重要事件。生成的告警信息将发送到设备的SNMP模块,通过设置SNMP中告警信息的发送参数,来决定告警信息输出的相关属性。有关告警信息的详细介绍,请参见“网络管理和监控配置指导”中的“SNMP”。

用户可根据业务需求开启指定功能的IP转发模块的告警:

·     开启了TTL超时告警功能后,设备会按照设置的时间间隔检查报文的丢弃个数,如果丢弃的报文数达到或超过了用户设置的告警阈值,将发送告警到告警中心。

·     开启了MBUF内存申请失败告警功能后,设备会MBUF内存申请失败时,将发送告警到告警中心。

本命令如果未指定任何参数,则表示开启或者关闭IP转发模块所有的告警功能。

关闭IP转发模块的告警功能后,设备将只发送日志信息到信息中心模块,此时可以配置信息中心的输出规则和输出方向来查看IPv6基础模块的日志信息。有关信息中心的详细介绍,请参见“网络管理和监控配置指导”中的“信息中心”。

2. 配置步骤

(1)     ‍进入系统视图。

system-view

(2)     开启FIB告警功能。

snmp-agent trap enable ip-forwarding [ ttl-expired | mbuf-alloc ]

缺省情况下,IP转发告警功能处于开启状态。

1.8  开启FIB日志功能

1. 功能简介

FIB日志可以满足管理员对FIB模块的审计需求。设备生成FIB日志信息会交给信息中心模块处理,信息中心模块的配置将决定日志信息的发送规则和发送方向。关于信息中心的详细描述请参见“网络管理和监控配置指导”中的“信息中心”。

记录日志信息会消耗一定的内存,如果要避免此类内存消耗,可通过undo fib log enable命令关闭FIB日志信息功能。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启FIB日志功能。

fib log enable

缺省情况下,FIB日志功能处于关闭状态。

 

1.9  IP转发显示和维护

查看转发表的信息是定位转发问题的基本方法。在任意视图下执行display命令可以显示转发表信息。

表1-1 IP转发表显示和维护

操作

命令

显示FIB表项的信息

display fib [ vpn-instance vpn-instance-name ]  [ ip-address [ mask | mask-length ] ]

显示FIB表项数的使用率

display fib usage

 

2 负载分担

2.1  负载分担简介

对同一路由协议来说,允许配置多条目的地相同且开销也相同的路由。当到同一目的地的路由中,没有更高优先级的路由时,这几条路由都被采纳,在转发去往该目的地的报文时,依次通过各条路径发送,从而实现网络的负载分担。

2.2  负载分担分类

1. 静态负载分担

静态负载分担是将数据包的特征字段(比如源MAC地址、目的MAC地址、IP五元组信息等)作为Hash计算因子,以此来确定数据包的转发路径。换言之,具有相同特征字段的数据包将被转发到相同的成员链路,而具有不同特征字段的数据包则可能被发送至不同的成员链路。

2. 动态负载分担

动态负载分担(DLB,Dynamic Load Balancing)通过引入时间戳、实时负载度量(端口带宽负载、队列大小)因子,在时间和带宽空间两个维度优化了负载分担效果。支持动态负载分担的设备会持续监控链路的负载状态,根据实际情况动态地将报文分配到负载较低的路径上,以实现负载均衡。

动态负载分担包括以下三种模式:

·     Eligibility模式

·     Spray模式

·     固定模式(Fixed模式):本系列交换机暂时不支持本模式。

动态负载分担模式的详细介绍请参见“三层技术-IP路由配置指导”中的“IP路由基础”。

2.3  配置负载分担方式

1. 功能简介

配置负载分担的内容包括:

·     配置负载分担方式:设备上存在多条等价路由时,可以根据报文中的信息(源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、IP协议号和入端口)配置逐流进行负载分担。

·     配置负载分担算法切换:在某些复杂的组网环境中,单一的负载分担算法不能满足负载分担的需求,可能出现设备负载分担不均匀的时候。这种情况下可以通过指定不同的负载分担算法来实现设备负载分担算法切换,保证负载分担均匀。

2. 配置限制和指导

当负载分担不够均匀时,可以通过修改seedshift参数的值来进行调整。

负载分担hash seed功能对非已知单播报文不生效。

IP Tunnel报文的负载分担功能对非已知单播报文不生效。

使用基于IPv6报文的流标签逐流进行负载分担功能时,无法支持内层是IPv6报文的MPLS数据包。

3. 配置步骤

(1)     ‍进入系统视图。

system-view

(2)     配置负载分担方式。

ip load-sharing mode { per-flow [ algorithm algorithm-number [ seed seed-number ] [ shift shift-number ] | [ dest-ip | dest-port | flow-label | ingress-port | ip-pro | src-ip | src-port ] * | tunnel { inner | outer } ] | per-packet } { global | slot slot-number }

缺省情况下,基于报文的源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、IP协议号和入端口逐流进行负载分担。

(3)     显示计算出的等价路由选路信息。

display ip load-sharing path ingress-port interface-type interface-number packet-format { ipv4oe dest-ip ip-address [ src-ip ip-address ] | ipv6oe dest-ipv6 ipv6-address [ src-ipv6 ipv6-address | flow-label flow-label ] } [ dest-port port-id | ip-pro protocol-id | src-port port-id | vpn-instance vpn-instance-name ] *

本命令行的参数输入需要和display ip load-sharing mode命令显示的配置参数以及负载分担报文所携带的字段相匹配。如不匹配,则显示的等价路由哈希选路信息可能跟实际不一致。

 

2.4  指定接口采用逐包方式进行负载分担

1. 功能简介

在业务流量和转发报文的接口均固定的场景下,逐包负载分担的性能比逐流负载分担稍高。在设备采取全局逐流负载分担的场景下,通过本命令可以指定接口为逐包负载分担,并指定负载分担算法。多用于测试设备的性能。在逐包情况下,robin算法不考虑报文大小,spray算法在逐包的同时,考虑不同报文的大小,让负载更均衡,不选择任何算法时,缺省为spray。

配置完成后,接口将保持逐包负载分担,不再继承系统视图下负载分担方式的配置。

2. 配置限制和指导

VSI虚接口下不支持配置本功能。不支持在聚合口上配置本功能的spray算法。

指定接口采用逐包方式进行负载分担的生效优先级高于配置等价路由模式(ecmp mode命令),但存在特殊情况,具体为:

·     当通过本功能配置为逐包算法为spray时,若等价路由模式为增强模式,则接口上的spray算法无法生效。

·     当通过本功能配置为逐包算法为spray时,若等价路由模式为Eligibility模式,并且flowset-inactive-time参数的取值非0,那么接口上的spray算法可以生效,但全局也按照spray等价路由模式进行负载分担。

使用本命令切换逐包算法时,会存在丢包情况。为了避免丢包影响,建议在流量低峰期或组网前配置这些功能。

配置完本功能后,display ip load-sharing mode命令中的显示信息与实际情况可能会有差异,请以实际情况为准。

3. 配置步骤

(1)     ‍进入系统视图。

system-view

(2)     进入三层接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     指定接口采用逐包方式进行负载分担。

ip load-sharing mode per-packet [ robin | spray ]

缺省情况下,不指定接口的负载分担方式,接口的负载分担方式继承系统视图下负载分担方式的配置。

2.5  开启IPv4基于带宽的负载分担功能

1. 功能简介

开启IPv4基于带宽的负载分担功能情况下,如果转发时查到多个出接口/下一跳,则按照接口的带宽值计算出各个接口应该分配的报文比例,然后按照带宽比例对报文进行转发。

支持负载分担的协议(如LISP)的设备,无论是否配置负载分担命令,负载分担比例以协议定义的负载分担比例为准。

2. 配置限制和指导

本功能仅支持在等价路由普通模式下配置,有关等价路由模式的详细介绍,请参见“三层技术-IP路由命令参考”中的“IP路由基础命令”。

配置了逐包转发功能的多个接口,无法实现本功能。

3. 配置步骤

(1)     ‍进入系统视图。

system-view

(2)     开启IPv4基于带宽的负载分担功能。

bandwidth-based-sharing

缺省情况下,IPv4基于带宽的负载分担功能处于关闭状态。

(3)     (可选)配置接口的期望带宽值。

a.     ‍进入接口视图。

interface interface-type interface-number

b.     配置接口的期望带宽值。

bandwidth bandwidth

缺省情况下,接口期望带宽为接口的物理带宽。

2.6  开启等价路由负载分担本地优先功能

1. 功能简介

当IRF设备转发报文时,如果查询到的是等价路由且出接口在不同成员设备上,可能会将报文透传到某个成员设备再发送,这会使报文转发效率变低,也会影响成员设备间的数据处理能力。当配置了等价路由负载分担本地优先的功能以后,如果在处理报文的成员设备上存在等价路由的出接口,就只从当前设备发送报文,而不会再透传到其他成员设备发送。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启等价路由负载分担本地优先功能。

ip load-sharing local-first enable

缺省情况下,等价路由负载分担本地优先功能处于开启状态。

2.7  开启对称负载分担功能

1. 功能简介

开启对称负载分担功能后,对于源IP为A、目的IP为B的流量,和源IP为B、目的IP为A的流量,将负载分担到同一条路径。

2. 配置限制和指导

对称负载分担功能仅对已知单播报文生效。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     开启对称负载分担功能。

ip load-sharing symmetric enable

缺省情况下,对称负载分担功能处于关闭状态。

2.8  配置负载分担匹配ACL规则

1. 功能简介

在实际应用中,RoCE网络常面临大象流(如业务报文,具有流数少、数据量大、占用带宽大的特点)和老鼠流(如RoCE协议报文,具有流数多、数据量少、对丢包敏感的特点)共存的问题,对两种流量采用同一种负载分担方式容易导致负载分担不均和带宽利用率低。为了解决这一问题,可以通过配置负载分担匹配的ACL规则,进一步区分流量,并对不同类型流量采用不同的负载分担方式,从而实现更有效的负载均衡。

本功能仅适用于ECMP动态负载分担(DLB,Dynamic Load Balancing)模式场景。

ACL规则下发驱动后,匹配上ACL规则的报文将采用非DLB,即逐流负载分担方式;未匹配上ACL规则的报文采用ecmp modeip load-sharing mode per-packet spray命令配置的动态负载分担模式。

配置本功能未引用任何ACL规则时,系统会生成一个硬件驱动自定义的ACL规则,用于识别RoCE协议报文,并对这些报文进行逐流负载分担。而对于未匹配上该驱动自定义ACL规则的报文,系统将采用ecmp mode sprayip load-sharing mode per-packet spray命令配置的Spray负载分担模式。

2. 配置限制和指导

·     IPv4和IPv6 ACL规则可以同时配置,也可以叠加配置。

·     命令行下发的ACL规则未配置时,不会将ACL规则下发给驱动,当用户下发的ACL规则创建后再将ACL规则下给驱动;当ACL规则被删除时,会通知驱动删除ACL规则。

·     undo ip load-sharing acl命令未指定任何ACL时,将删除全部ACL规则引用关系。

3. 配置步骤

(1)     ‍进入系统视图。

system-view

(2)     配置负载分担匹配的ACL规则。

ip load-sharing acl [ { ipv4 { ipv4-acl-number | name ipv4-acl-name } | ipv6 { ipv6-acl-number | name ipv6-acl-name } }* | user-defined { user-define-acl-number | name user-define-acl-name } ]

缺省情况下,未配置任何负载分担匹配的ACL规则。

2.9  配置Eligibility模式下接口流量调度的上下限以及优先级

1. 功能简介

在Eligibility负载分担场景下,当用户通过多条线路接入Internet时,可能存在复杂的流量计费场景。通过本命令,用户可以精细地调度设备的端口资源,实现流量的智能分配,从而在保证服务质量的同时,有效降低运营成本,提升整体的经济效益。

设备的流量管理策略依据接口的配置进行动态调整,以确保网络资源的高效利用和成本控制。具体策略如下:

·     当接口的转发流量未超过下限时,设备将按照Eligibility负载分担模式为该接口分配流量,以避免资源浪费和成本超支。

·     当所有接口的转发流量均超过下限但未超过上限时,设备会根据接口的优先级进行流量分配。高优先级接口的转发流量达到上限后,后续流量将分配给次优先级的接口。

·     当所有接口的转发流量均超过上限时,设备继续按Eligibility负载分担模式分配流量。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置Eligibility模式下接口流量调度的上下限以及优先级。

ip dynamic-load-sharing threshold lower lower-threshold [ upper upper-threshold priority priority-value ]

缺省情况下,未配置接口流量调度的上下限以及优先级,接口按Eligibility负载分担方式转发报文。

2.10  负载分担显示和维护

在任意视图下执行display命令可以显示配置后的运行情况,通过查看显示信息验证配置的效果。

表2-1 负载分担显示和维护

操作

命令

显示当前使用的负载分担方式

display ip load-sharing mode slot slot-number

显示接口视图下配置了逐包负载分担方式的接口信息

display ip load-sharing mode per-packet interface [ slot slot-number ]

指定计算等价路由哈希选路的参数并显示计算出的等价路由哈希选路信息

display ip load-sharing path ingress-port interface-type interface-number packet-format { ipv4oe dest-ip ip-address [ src-ip ip-address ] | ipv6oe dest-ipv6 ipv6-address [ src-ipv6 ipv6-address | flow-label flow-label ] } [ dest-port port-id | ip-pro protocol-id | src-port port-id | vpn-instance vpn-instance-name ] *

 

2.11  负载分担配置举例

2.11.1  基于源和目的地址负载分担配置举例

1. 组网需求

在Switch A和Switch B之间存在两条等价路由,要求实现通过Switch B到达目的地址为1.2.3.4/24的报文在两条等价路由上基于源和目的地址进行负载分担。

2. 组网图

图2-1 负载分担配置举例组网图

3. 配置步骤

# 配置Switch A

<SwitchA> system-view

[SwitchA] vlan 10

[SwitchA-vlan10] port ten-gigabitethernet 1/0/1

[SwitchA-vlan10] quit

[SwitchA] vlan 20

[SwitchA-vlan20] port ten-gigabitethernet 1/0/2

[SwitchA-vlan20] quit

# 配置接口Vlan-interface10和Vlan-interface20的IP地址。

[SwitchA] interface vlan-interface 10

[SwitchA-Vlan-interface10] ip address 10.1.1.1 24

[SwitchA-Vlan-interface10] quit

[SwitchA] interface vlan-interface 20

[SwitchA-Vlan-interface20] ip address 20.1.1.1 24

[SwitchA-Vlan-interface20] quit

# 配置Switch B

<SwitchB> system-view

[SwitchB] vlan 10

[SwitchB-vlan10] port ten-gigabitethernet 1/0/1

[SwitchB-vlan10] quit

[SwitchB] vlan 20

[SwitchB-vlan20] port ten-gigabitethernet 1/0/2

[SwitchB-vlan20] quit

# 配置接口Vlan-interface10和Vlan-interface20的IP地址。

[SwitchB] interface vlan-interface 10

[SwitchB-Vlan-interface10] ip address 10.1.1.2 24

[SwitchB-Vlan-interface10] quit

[SwitchB] interface vlan-interface 20

[SwitchB-Vlan-interface20] ip address 20.1.1.2 24

[SwitchB-Vlan-interface20] quit

# 在Switch A上配置静态路由

<SwitchA> system-view

[SwitchA] ip route-static 1.2.3.4 24 10.1.1.2

[SwitchA] ip route-static 1.2.3.4 24 20.1.1.2

[SwitchA] quit

# 通过查看转发表观察两条等价路由

<SwitchA> display fib 1.2.3.4

 

Destination count: 1 FIB entry count: 2

 

Flag:

  U:Usable   G:Gateway   H:Host   B:Blackhole   D:Dynamic   S:Static

  R:Relay     F:FRR

 

Destination/Mask   Nexthop         Flag     OutInterface/Token       Label

1.2.3.0/24         10.1.1.2        USGR     Vlan10                   Null

1.2.3.0/24         20.1.1.2        USGR     Vlan20                   Null

# 配置基于源IP地址和目的IP地址的负载分担

<SwitchA> system-view

[SwitchA] ip load-sharing mode per-flow dest-ip src-ip global

[SwitchA] quit

4. 验证配置

<SwitchA> display counters outbound interface Ten-GigabitEthernet

Interface         Total (pkts)   Broadcast (pkts)   Multicast (pkts)  Err (pkts)

XGE1/0/1                 1045                  0                  0           0

XGE1/0/2                 1044                  0                  0           0

由上表可以看出来,通过Switch A的两个接口的报文数量基本相同,实现了负载分担。

 

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