了解平滑路由切换

平滑路由引擎切换概念

Junos OS 和 Junos OS 演化版中的平滑路由引擎切换 （GRES） 功能使具有冗余路由引擎的设备能够继续转发数据包，即使一个路由引擎发生故障也是如此。GRES 保留接口和内核信息，并且流量不会中断。但是，GRES 不会保留控制平面。

在运行 Junos OS 演化的 PTX10004、PTX10008 和 PTX10016 平台上，GRES 默认处于启用状态，无法禁用。

注意：

在 T 系列路由器、TX Matrix 路由器和 TX Matrix Plus 路由器上，在采用不间断活动路由 （NSR） 的 GRES 情况下会保留控制平面，并且在 GRES 期间，每个数据包转发引擎近 75% 的线速流量保持不间断。

相邻设备检测到设备经历了重启，并以各个路由协议规范规定的方式对事件做出反应。

要在切换期间保留路由，GRES 必须与以下任一组合：

• 平稳重启协议扩展

• 不间断活动路由 （NSR）

主路由引擎的任何更新都会在更新发生后立即复制到备份路由引擎。

注意：

由于其同步要求和逻辑，NSR/GRES 性能受到系统中最慢路由引擎的限制。

在以下情况下，主要角色切换到备份路由引擎：

• 主路由引擎内核停止运行。

• 主路由引擎遇到硬件故障。

• 管理员启动手动切换。

注意：

若要在切换期间快速还原或保留路由协议状态信息，必须将 GRES 分别与平稳重启或不间断活动路由结合使用。有关平稳重启的详细信息，请参阅 平稳重启概念。有关不间断活动路由的详细信息，请参阅 不间断活动路由概念。

如果备份路由引擎在 2 秒（在 M20 路由器上为 4 秒）后未从主路由引擎接收激活，则确定主路由引擎出现故障;并承担主要角色。

数据包转发引擎：

• 无缝断开与旧主路由引擎的连接

• 重新连接到新的主路由引擎

• 不重新启动

• 不会中断流量

然后，新的主路由引擎和数据包转发引擎将同步。如果新的主路由引擎检测到数据包转发引擎状态不是最新的，则会重新发送状态更新消息。

请注意以下 GRES 行为、建议或要求：

• 从 Junos OS 12.2 版开始，如果重新启动设备与相邻对等“帮助程序”设备之间的邻接超时，则平稳重新启动协议扩展无法通知对等“帮助程序”设备即将重新启动。然后，平稳重启可以停止并导致流量中断。

  若要确保保留这些邻接关系，请将 hold-time IS-IS 协议从默认值 27 秒更改为大于 40 秒的值。

• 在两个路由引擎启动后，连续路由引擎切换事件必须至少间隔 240 秒（4 分钟）。

  如果设备显示类似于以下内容的警告消息：

  然后不要尝试切换。如果选择继续切换，设备将仅重置尚未准备好进行平稳切换的数据包转发引擎。任何 FPC 都不应自发重新启动。我们建议您等到警告不再出现，然后继续切换。

• 从 Junos OS 14.2 版开始，在 MX 系列路由器上执行 GRES 时，必须在新的主路由引擎上运行 clear synchronous-ethernet wait-to-restore 操作模式命令，以清除其上的等待恢复计时器。这是因为 clear synchronous-ethernet wait-to-restore 操作模式命令仅清除本地路由引擎上的等待恢复计时器。

• 在具有 3D SIB 的 TX Matrix Plus 路由器的路由矩阵中，对于连续路由引擎切换，在两个路由引擎启动后，事件必须至少间隔 900 秒（15 分钟）。

  您一次只能在一个线卡机箱 （LCC）（具有 3D SIB 的 TX 矩阵路由器上）上执行 GRES，以避免出现同步问题。

• 我们不建议：

  • 在设备上启用 GRES 时，在备份路由引擎上执行提交操作。

  • 在任何情况下，在备份路由引擎上启用 GRES。

• 在QFX10000线路中具有冗余路由引擎的交换机上使用 GRES 启用不间断路由时，强烈建议您在层次结构级别配置nsr-phantom-holdtime seconds[edit routing-options]语句。这样做有助于防止切换期间的流量丢失。

  如果配置此语句，则在切换期间，幻像 IP 地址将保留在内核中，直到指定的保留时间间隔到期。间隔到期后，设备会将相应的路由添加到相应的路由表中。在以太网 VPN （EVPN）-VXLAN 环境中，我们建议您将保持时间值指定为 300 秒（5 分钟）。

  此选项不适用于没有冗余路由引擎且不支持 GRES 的 QFX10002 交换机。

图 1 显示了平滑路由引擎切换的系统架构，以及路由平台准备切换的过程。

注意：

通过执行以下两项操作来检查 GRES 就绪情况：

• request chassis routing-engine master switch check来自主路由引擎的命令

• show system switchover来自备份路由引擎的命令

GRES 的切换准备过程如下：

1. 主路由引擎启动。

2. 路由平台进程（例如机箱进程 [机箱]）启动。

3. 数据包转发引擎启动并连接到主路由引擎。

4. 所有状态信息都会在系统中更新。

5. 备份路由引擎启动。

6. 系统确定是否已启用 GRES。

7. 内核同步过程 （ksyncd） 将备份路由引擎与主路由引擎同步。

8. ksyncd 完成同步后，将更新所有状态信息和转发表。

图 2 显示了切换对路由（或交换）平台的影响。

切换过程包括以下步骤：

1. 当主路由引擎的激活丢失时，系统将正常切换到备份路由引擎。

2. 数据包转发引擎连接到备份路由引擎，后者将成为新的主路由引擎。

3. 不属于 GRES 的路由平台进程（如路由协议进程 rpd）重新启动。

4. 从切换点获知的状态信息将在系统中更新。

5. 如果配置了，平稳重启协议扩展将从相邻对等 帮助程序 设备收集和还原路由信息。

注意：

对于使用增强型订阅者管理的 MX 系列路由器，新的备份路由引擎（以前的主路由引擎）将在执行平稳路由引擎切换时重新启动。此冷重启会将备份路由引擎状态与新主路由引擎的状态重新同步，从而防止切换期间可能出现的状态差异。

注意：

在 T 系列和 M320 路由器上的 GRES 期间，交换机接口板 （SIB） 将脱机并逐个重新启动。这样做是为管理 SIB 的交换机处理器夹层板 （SPMB） 提供足够的时间来填充其关联 SIB 的状态信息。但是，在完全填充的机箱上，所有 FPC 都以全线速发送流量，切换期间可能会出现短暂的数据包丢失。

注意：

配置 GRES 并在 restart chassis-control 具有 3D SIB 的 TX Matrix Plus 路由器上执行命令时，您无法确定哪个路由引擎成为主路由引擎。这是因为机箱进程会随着命令的 restart chassis-control 执行而重新启动。机箱进程负责维护和保留主要角色，重新启动时，将根据设备负载处理新机箱。因此，任何一个路由引擎都将成为主引擎。

路由引擎切换的影响

表 1 介绍了启用不同功能时路由引擎切换的效果：

• 无高可用性功能

• 平滑路由引擎切换

• 平滑重启

• 不间断活动路由

表 1： 路由引擎切换的影响

特征	好处	考虑
仅双路由引擎（未启用任何功能）	完成与新主路由引擎的切换后，将发生路由融合并恢复流量。	所有物理接口均处于脱机状态。 数据包转发引擎重新启动。 备份路由引擎重新启动路由协议进程 （rpd）。 所有硬件和接口都由新的主路由引擎发现。 切换需要几分钟时间。 设备的所有邻接区域都可识别物理（接口报警）和路由（拓扑）的变化。
已启用 GRES	在切换期间，将保留接口和内核信息。 切换速度更快，因为数据包转发引擎不会重新启动。	新的主路由引擎重新启动路由协议进程 （rpd）。 所有硬件和接口都通过类似于热重启的过程获取。 所有邻接都知道设备的状态更改。
启用 GRES 和 NSR	切换期间流量不会中断。 接口和内核信息将保留。	不受支持的协议必须使用每个协议固有的正常恢复机制进行刷新。
已启用 GRES 和 平稳重新启动	切换期间流量不会中断。 接口和内核信息将保留。 平稳重启协议扩展可快速收集和恢复来自相邻设备的路由信息。	需要邻居才能支持平稳重启，并且需要等待间隔。 路由协议进程 （rpd） 将重新启动。 对于某些协议，网络中的重大更改可能会导致正常重启停止。 从 Junos OS 12.2 版开始，如果重新启动设备与相邻对等“帮助程序”设备之间的邻接超时，则平稳重新启动可能会停止并导致流量中断。

聚合服务接口上的平滑路由引擎切换

如果平稳路由引擎切换 （GRES） 由操作模式命令触发，则设备不会保留聚合服务接口 （ASI） 的状态。例如：

但是，如果 GRES 由 CLI 提交或 FPC 重新启动或崩溃触发，则备份路由引擎将更新 ASI 状态。例如：

或：

平滑路由引擎切换平台支持

要启用平滑路由引擎切换，您的系统必须满足以下最低要求：

• M20 和 M40e 路由器 — Junos OS 5.7 或更高版本

• M10i 路由器 - Junos OS 6.1 或更高版本

• M320 路由器 — Junos OS 6.2 或更高版本

• T320 路由器、T640 路由器和 TX Matrix 路由器 - Junos OS 7.0 或更高版本

• M120 路由器 — Junos OS 8.2 或更高版本

• MX960 路由器 — Junos OS 8.3 或更高版本

• MX480 路由器 - Junos OS 8.4 或更高版本（推荐 8.4R2）

• MX240 路由器 — Junos OS 9.0 或更高版本

• PTX5000 路由器 — Junos OS 版本 12.1X48 或更高版本

• 独立 T1600 路由器 — Junos OS 8.5 或更高版本

• 独立 T4000 路由器 — Junos OS 12.1R2 或更高版本

• TX Matrix Plus 路由器 — Junos OS 9.6 或更高版本

• 带 3D SIB 的 TX Matrix Plus 路由器 — Junos 13.1 或更高版本

• 具有双路由引擎或虚拟机箱中的 EX 系列交换机 — 对于 EX 系列交换机，Junos OS 9.2 或更高版本

• 虚拟机箱中的 QFX 系列交换机 — QFX 系列 Junos OS 13.2 或更高版本

• 虚拟机箱交换矩阵中的 EX 系列或 QFX 系列交换机 — 对于 EX 系列和 QFX 系列交换机，Junos OS 版本 13.2X51-D20 或更高版本

有关支持平稳路由引擎切换的详细信息，请参阅以下部分。

平滑路由引擎切换功能支持

平滑路由引擎切换支持 5.7 及更高版本中的大多数 Junos OS 功能。特定 Junos OS 功能需要特定版本的 Junos OS。参见 表 2。

表 2： 平滑路由引擎切换功能支持

应用	Junos OS 版本
具有链路聚合控制协议 （LACP） 和聚合 SONET 接口的聚合以太网接口	6.2
异步传输模式 （ATM） 虚拟电路 （VC）	6.2
逻辑系统 注意： 在 Junos OS 9.3 版及更高版本中，逻辑路由器功能已重命名为逻辑系统。	6.3
组 播	6.4（TX 矩阵路由器为 7.0）
多链路点对点协议 （MLPPP） 和多链路帧中继 （MLFR）	7.0
自动保护交换（APS） — 在路由引擎切换期间，当前活动接口（指定工作接口或指定保护接口）保持活动接口。	7.4
点对多点多协议标签交换 MPLS LSP（仅限传输）	7.4
压缩实时传输协议 （CRTP）	7.6
虚拟专用 LAN 服务 （VPLS）	8.2
IEEE 802.3ah 定义的以太网操作、管理和管理 （OAM）	8.5
扩展 DHCP 中继代理	8.5
IEEE 802.1ag 定义的以太网 OAM	9.0
T640 路由器上多服务 500 PIC 上的数据包网关控制协议 （PGCP） 进程 （pgcpd）。	9.0
订阅者访问	9.4
第 2 层电路和基于 LDP 的 VPLS 伪线冗余配置	9.6

以下约束适用于平稳路由引擎切换功能支持：

• 在同一系统中配置平滑路由引擎切换和聚合以太网接口时，不得为聚合以太网接口配置快速轮询 LACP。配置快速轮询后，在路由引擎主要角色切换期间，LACP 轮询会在远程端超时。当 LACP 轮询超时时，聚合链路和接口将被禁用。路由引擎主要角色更改速度足够快，标准和慢速 LACP 轮询不会在此过程中超时。但请注意，此限制不适用于运行 Junos OS 9.4 或更高版本且已启用分布式定期数据包管理 （PPM）（默认配置）的 MX 系列路由器。在这种情况下，您可以配置平滑路由引擎切换，并在同一设备上为快速轮询 LACP 配置聚合以太网接口。

  注意：

  MACSec 会话将在平稳路由引擎切换时翻动。

  从 Junos OS 13.2 版开始，当发生平稳路由引擎切换时，VRRP 状态不会更改。只有在启用 PPM 委派（默认）的情况下，平稳路由引擎切换才支持 VRRP。

平滑路由引擎切换 DPC 支持

平滑路由引擎切换支持运行相应 Junos OS 版本的 MX 系列 5G 通用路由平台上的所有密集端口集中器 （DPC），如 平滑路由引擎切换平台支持中所示。有关 DPC 的详细信息，请参阅 MX 系列 DPC 指南。

平滑路由引擎切换和订阅者访问

平滑路由引擎切换目前支持与动态 DHCP 和动态 PPPoE 用户访问直接关联的大多数功能。平滑路由引擎切换还支持 DHCP 接入模式的统一不中断服务软件升级 （ISSU） 和用户接入使用的 PPPoE 接入模式。

注意：

为订阅者管理启用平滑路由引擎切换后，路由器中的所有路由引擎必须具有相同数量的 DRAM 才能稳定运行。

平滑路由引擎切换 PIC 支持

除本节中列出的服务 PIC 外，大多数 PIC 都支持平滑路由引擎切换。PIC 必须位于运行相应 Junos OS 版本的受支持路由平台上。有关 FPC 类型、FPC/PIC 兼容性以及 FPC 支持特定 PIC 的初始 Junos OS 版本的信息，请参阅路由器平台的 PIC 指南。

以下约束适用于服务 PIC 的平滑路由引擎切换支持：

• 您可以在 graceful-switchover 配置了自适应服务、多服务和隧道服务 PIC 的路由器上包含层次结构级别的语句 [edit chassis redundancy] ，并成功提交配置。但是，这些 PIC 上的所有服务（第 2 层服务包以及多服务 PIC 上的扩展提供商和 SDK 应用程序除外）都会在切换期间重置。

• 任何监控服务 PIC 或多链路服务 PIC 均不支持平滑路由引擎切换。 graceful-switchover 如果在配置了这些 PIC 类型之一的路由器上包含层次结构级别的语句 [edit chassis redundancy] 并发出 commit 命令，则提交将失败。

• 为监控服务应用程序配置的多服务 400 PIC 不支持平滑路由引擎切换。如果包含该 graceful-switchover 语句，则提交将失败。

注意：

当不受支持的 PIC 联机时，您无法启用平稳路由引擎切换。如果已启用平滑路由引擎切换，则不受支持的 PIC 无法联机。