cisco vpc

Posted 2021-01-26

cisco-nexus系列交换-vpc

vpc简介：

vpc概述

vpc（virtual PortChannel 虚拟链路聚合），技术允许将连接到两个Nexus系列交换机的物理链路看作为一条逻辑端口聚合链路。

可以连接的设备：nexus2000系列的Fabric Extender（交换机矩阵扩展器），交换机，服务器等其他任何网络设备。

vpc技术可以提供二层多路径选择，让用户可以在有多条路径的情况下增加网络冗余，提示带宽，在多个节点之间实现多条并行路径和对流量进行负载均衡。

vpc包括

启用vpc功能之后，需要创建一个对等体保持活动连接（keepalive link），该连接将发送vpc对等体之间的心跳信息。

vpc域包括：vpc对等体设备（交换机）、vpc对等保持活动链路（心跳线）、vpc对等互联链路和连接到下游设备等的vpc域中的所有PortChannels。每个设备上只能有一个vpc域ID。

vpc优势

• 允许一个设备跨两个上游设备使用PortChannel
• 消除生成树协议阻塞端口
• 提供无循环拓扑
• 使用所有可用的上行带宽
• 提供快速收敛，比生成树要快。
• 提供链路级别的弹性。
• 帮助确保高可用。

vpc案例

vpc不仅允许switch或者server连接到一对Nexus5000系列交换机创建PortChannel，还可以通过Nexus2000交换机来扩展交换机矩阵。如下图1部署场景在两个cisco上的两个端口之间创建一个vpc。

图2中的vpc部署场景允许cisco nexus2000系列交换机连接到一对nexus5000系列交换机，并使所有连接处于活动状态。

除了图1和图2中的两个拓扑之外，还可以在任何支撑PortChannel的设备上使用vpc，以便在设备上连接到一对nexus系列交换机实现弹性和高吞吐量。

VPC概念

• VPC：vpc是指vpc对等体设备和下游设备之间的组合PortChannel。
• vpc对等交换：就是组成vpc功能的两个nexus系列交换机，一个设备为主，一个为备。
• vpc对等连接：用于同步vpc对等设备之间状态的连接。vpc对等链路在两个vpc交换机之间携带控制通信量，还有组播、广播数据通信量。在某些链路故障场景中，还携带单播通信量。对等链路至少是两个10GE接口。
• vpc域：该域包括vpc对等设备、vpc对等保持活动连接和连接到下游设备的vpc中的所有PortChannels。同时，所有关于vpc的全局配置都关联到vpc域下。
• vpc对等保持活动连接：对等保持活动连接监视vpc对等交换机的生命力。在vpc对等设备之间发送周期性的保持活动连接。vpc对等活动连接可以是管理接口（MGMT）或交换机虚拟接口（SVI）。没有数据或同步流量在vpc登对保持活动连接上移动；该连接上的唯一通信量是表明交换机正在操作和运行vpc的消息。

vpc配置

• 启用vpc
• 创建一个vpc域，并进入vpc-域模式。
• 配置vpc等等保持活动连接。
• （可选）配置系统优先级。
• （可选）配置vp角色优先级
• 创建vpc对等连接。
• 将PortChannel加入vpc。

验证vpc配置

Command	command description
show feature	查看vpc功能是否启用
show vpc brief	查看vpc简短的信息
show vpc consistency-parameters	显示所有vpc接口上必须一致的参数的状态
show running-config vpc	查看vpc的运行配置信息
show port-channel capacity	显示port-channel数量和有效的port-channel数量
show vpc statistics	查看vpc的统计信息
show vpc peer-keepalive	查看vpc保持活动消息的信息
show vpc role	显示vpc对等设备的状态，本地设备的角色，vpc系统的mac地址和系统优先级，和本地设备的mac地址和优先级

两台vpc设备必须相同的配置参数

• portchannel模式：
  • on、off、active
• 对等体port-channel链路速度
• 对等体双工模式
• 对等体port-channeltrunk模式的本征vlan
• stp模式
• stp的全局设置
  • 桥保护设置
  • 端口类型设置
  • 环路保护设置
• stp接口设置
  • 端口类型设置
  • 环路保护
  • 根保护
• qos配置
  • priority flow control（PFC）
  • 严格的优先排队和赤字加权循环（DWRR）
  • 最大传输单元（mtu）

如果没有在设备上启用这些参数，则vpc一致性检查将忽略这些参数。

应该相同的配置参数：

• mac地址老化计时器
• 静态mac地址条目
• 所有访问控制列表acl配置和参数
• 生成树接口设置
  • 桥协议数据单元（BPDU）过滤器
  • BPDU保护
  • cost
  • 链路类型
  • 优先级
  • vlans（每个vlan的生成树配置）
• IGMP snooping

VPC配置案例

n9k-1配置

1. 配置管理接口ip和默认路由

   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 （路由本实验可以忽略）
   n9k-1(config-vrf)# exit

2. 启用vpc和lacp

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

3. 创建一个vlan

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

4. 创建vpc域

   n9k-1(config)# vpc domain 1 

5. 配置vpc角色优先级

   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. 配置对等保持活动链接

   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对等链路。

   注意：在vpc对等体交换机之间的peer link为trunk时，trunk必须允许所有vpc成员端口所属的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. 配置连接n2k port-channel（这步本实验忽略，因为没有下联n2k，直接互联了一个交换）

   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. 将下联接口加入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和默认路由

   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 （路由本实验可以忽略）
   n9k-2(config-vrf)# exit

2. 启用vpc和lacp

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

3. 创建一个vlan

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

4. 创建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角色优先级

   本部忽略，不用配置。

6. 配置对等保持活动链接

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

7. 配置vpc对等链路。

   注意：在vpc对等体交换机之间的peer link为trunk时，trunk必须允许所有vpc成员端口所属的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. 配置连接n2k port-channel （这步本实验忽略，因为没有下联n2k，直接互联了一个交换）

   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. 将下联接口加入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配置如下：
interface Port-channel1
 switchport access vlan 101
!
interface Ethernet0/0
 channel-group 1 mode on
!
interface Ethernet0/1
 channel-group 1 mode on

验证vpc配置

N9k-1 的验证

show vpc brief

sh vpc peer-keepalive 

sh vpc role 

N9k-2 的验证

vpc+HSRP 验证冗余

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. 配置用于hsrp通信的接口

   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

验证hsrp

n9k：

模拟链路中断，网关自动切换，丢包1个

修改hsrp优先级，网关自动切换，不丢包

vpc+hsrp 生成树，没有block口！

vpc+hsrp 和 单独hsrp 对比

单独的hsrp实验，这里不再叙述。

1、生成树

hsrp的生成树会阻塞端口，vpc+hsrp则不会。

2、模拟链路中断

hsrp模拟链路中断，切换网关，丢包3个，比vpc+hsrp收敛慢。切回来的时候和vpc+hsrp是一样的。

3、修改优先级

hsrp修改优先级，切换网关，丢包现象和vpc+hsrp收敛一样。

4、链路带宽

vpc+hsrp 实现下联交换或者主机的上联链路带宽增加。