ジュニパーネットワークス ルーターの高可用性機能について

ルーティングエンジンの冗長性

冗長ルーティングエンジンとは、同じルーティングプラットフォームにインストールされている2つのルーティングエンジンのことです。1つはプライマリとして機能し、もう1つはプライマリルーティングエンジンに障害が発生した場合のバックアップとして機能します。デュアルルーティングエンジンを搭載したルーティングプラットフォームでは、単一のルーティングエンジンを搭載したルーティングプラットフォームよりも迅速にネットワークの再コンバージェンスが行われます。

グレースフル ルーティング エンジン スイッチオーバー

グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバー (GRES)により、冗長ルーティングエンジンを搭載したルーティングプラットフォームは、1つのルーティングエンジンに障害が発生した場合でも、パケットの転送を継続することができます。グレースフル ルーティング エンジン スイッチオーバーは、インターフェイスとカーネルの情報を保持します。トラフィックは中断されません。ただし、グレースフル ルーティング エンジン スイッチオーバーでは、コントロール プレーンは保持されません。隣接ルーターは、ルーターが再起動したことを検出し、個々のルーティングプロトコル仕様で規定された方法でイベントに対応します。

ノンストップブリッジング

ノンストップブリッジングにより、冗長ルーティングエンジンを備えたMXシリーズ5Gユニバーサルルーティングプラットフォームは、L2CP(レイヤー2制御プロトコル)情報を失うことなく、プライマリルーティングエンジンからバックアップルーティングエンジンに切り替えることができます。ノンストップブリッジングは、グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバーと同じインフラストラクチャを使用して、インターフェイスとカーネルの情報を保持します。ただし、ノンストップブリッジングは、バックアップルーティングエンジンでレイヤー2制御プロトコルプロセス(l2cpd)を実行することで、L2CP情報も保存します。

ノンストップ ブリッジングは、次のレイヤー 2 制御プロトコルでサポートされています。

• スパニングツリープロトコル(STP)

• ラピッドスパニングツリープロトコル(RSTP)

• マルチプルスパニングツリープロトコル(MSTP)

• VLANスパニングツリープロトコル(VSTP)

詳細については、「 ノンストップ ブリッジングの概念」を参照してください。

ノンストップアクティブルーティング

ノンストップアクティブルーティング(NSR)により、冗長ルーティングエンジンを搭載したルーティングプラットフォームは、変更が発生したことをピアノードに警告することなく、プライマリルーティングエンジンからバックアップルーティングエンジンに切り替えることができます。ノンストップアクティブルーティングは、グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバーと同じインフラストラクチャを使用して、インターフェイスとカーネルの情報を保持します。ただし、ノンストップ アクティブ ルーティングでは、両方のルーティング エンジンでルーティング プロトコル プロセス(rpd)を実行することで、ルーティング情報とプロトコル セッションも保持されます。さらに、ノンストップ アクティブ ルーティングは、カーネルで維持される TCP 接続を保持します。

ノンストップ アクティブ ルーティングでサポートされているプロトコルと機能の一覧については、「 ノンストップ アクティブ ルーティング プロトコルと機能のサポート」を参照してください。

ノンストップ アクティブ ルーティングの詳細については、「 ノンストップ アクティブ ルーティングの概念」を参照してください。

グレースフル リスタート

ルーティング プロトコルでは、サービスが中断すると、影響を受けるルーターが隣接ルーターとの隣接関係を再計算し、ルーティング テーブルのエントリを復元し、その他のプロトコル固有の情報を更新する必要があります。ルーターを無防備に再起動すると、転送遅延、ルート フラッピング、プロトコルの再コンバージェンスに起因する待機時間、さらにはパケットのドロップが発生する可能性があります。この状況を軽減するために、グレースフル リスタートはルーティング プロトコルに拡張を提供します。これらのプロトコル拡張は、ルーターに対して再起動 と ヘルパーの 2 つの役割を定義します。この拡張機能は、再起動中のルーターについて隣接ルーターに通知し、グレースフルリスタート待機間隔中に隣接ルーターが状態の変化をネットワークに伝播しないようにします。グレースフル リスタートの主な利点は、中断のないパケット転送と、すべてのルーティング プロトコル更新の一時的な抑制です。グレースフル リスタートにより、ルーターは、ネットワークの他の部分から隠されている中間コンバージェンス状態を通過できます。

ルーターがグレースフルリスタートを実行していて、ルーターがプロトコル活性メッセージ(hellos)の送受信と返信を停止すると、隣接関係はグレースフルリスタートを想定し、再起動ルーターを監視するタイマーの実行を開始します。この間隔の間、ヘルパー ルーターは、再起動すると想定するルーターの隣接関係の変更を処理せず、ネットワークの他の部分とのアクティブ ルーティングを続行します。ヘルパー ルーターは、再起動時に最後に保存されたルーティング状態に基づいて、ルーターがステートフル転送を継続できると想定します。

ルーターが実際に再起動中で、すべてのヘルパー ルーターでグレースフル タイマー期間が終了する前にバックアップされた場合、ヘルパー ルーターはルーターにルーティング テーブル、トポロジ テーブル、またはラベル テーブル(プロトコルに応じて)を提供し、グレースフル期間を終了して、通常のネットワーク ルーティングに戻ります。

すべてのヘルパー ルーターでグレースフル タイマー期間が終了する前にルーターがヘルパー ルーターとのネゴシエーションを完了しない場合、ヘルパー ルーターはルーターの状態の変化を処理し、ルーティングの更新を送信するため、ネットワーク全体でコンバージェンスが発生します。ヘルパー ルーターがルーターからのリンク障害を検出した場合、トポロジの変更により、ヘルパー ルーターはグレースフル待機期間を終了し、ルーティング アップデートを送信するため、ネットワーク コンバージェンスが発生します。

ルーターのグレースフル リスタートを有効にするには、グローバル [edit routing-options] レベルまたは 階層レベルに [edit routing-instances instance-name routing-options] ステートメントを含めるgraceful-restart必要があります。必要に応じて、個々のプロトコル レベルでグローバル設定を変更できます。ルーティング セッションが開始されると、グレースフル リスタートが設定されたルーターは、グレースフル リスタート時にネイバーとネゴシエートしてサポートする必要があります。隣接ルーターはネゴシエーションを受け入れ、隣接ルーターでグレースフルリスタートを設定することなくヘルパーモードをサポートします。

グレースフル リスタートは、次のプロトコルとアプリケーションでサポートされています。

• Bgp

• ES-IS

• IS-IS

• OSPF/OSPFv3

• PIM スパース モード

• RIP/RIPng

• 以下を含むMPLS関連のプロトコル:

  • ラベル配布プロトコル(LDP)

  • リソース予約プロトコル(RSVP)

  • CCC(回線クロスコネクト)

  • TCC(トランスレーショナル クロスコネクト)

• レイヤー2およびレイヤー3の仮想プライベートネットワーク(VPN)

詳細については、「 グレースフル リスタートの概念」を参照してください。

ノンストップのアクティブルーティングとグレースフルリスタート

ノンストップ アクティブ ルーティングとグレースフル リスタートは、高可用性を維持するための 2 つの異なる方法です。グレースフル リスタートにはルーターのリスタートが必要です。グレースフル リスタート中のルーターは、ネイバー(またはヘルパー)に依存してルーティング プロトコル情報を復元します。再起動は、待機間隔を終了し、再起動ルーターへのルーティング情報の提供を開始するようにヘルパーに信号を送るメカニズムです。 詳細については、「 グレースフルリスタートの概念」を参照してください。

一方、ノンストップ アクティブ ルーティングでは、ルーターの再起動は必要ありません。プライマリとバックアップの両方のルーティングエンジンが、ルーティングプロトコルプロセス(rpd)を実行し、ネイバーと更新を交換しています。1 つのルーティング エンジンに障害が発生した場合、ルーターは単にアクティブなルーティング エンジンに切り替えて、ネイバーとルーティング情報を交換します。これらの機能の違いにより、ノンストップルーティングとグレースフルリスタートは相互に排他的です。ルーターがグレースフル再起動ルーターとして設定されている場合、ノンストップアクティブルーティングを有効にすることはできません。任意の階層レベルに ステートメントを、nonstop-routing階層レベルに [edit routing-options] ステートメントを含めてgraceful-restart、設定をコミットしようとすると、コミット要求は失敗します。詳細については、「ノンストップ アクティブ ルーティングの概念」を参照してください。

ルーティング エンジンのスイッチオーバーの影響

ルーティングエンジンスイッチオーバー の影響では、高可用性機能が有効になっていない場合と、グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバー、グレースフルリスタート、ノンストップアクティブルーティング機能が有効になっている場合のルーティングエンジンスイッチオーバーの影響について説明しています。

Vrrp

VRRP(仮想ルーター冗長プロトコル)により、LAN上のホストはLAN上の冗長ルーティングプラットフォーム(プライマリおよびバックアップペア)を利用することができ、ホスト上の単一のデフォルトルートの静的な設定のみが必要になります。

VRRP ルーティング プラットフォームのペアは、ホストに設定されたデフォルト ルートに対応する IP アドレスを共有します。常に、VRRP ルーティング プラットフォームの 1 つがプライマリ(アクティブ)で、他のプラットフォームがバックアップになります。プライマリに障害が発生すると、バックアップルーターまたはスイッチの1つが新しいプライマリルーターになります。

VRRP には、管理の容易さ、ネットワークのスループットおよび信頼性の点で利点があります。

• 仮想デフォルトルーティングプラットフォームを提供します。

• これにより、LAN 上のトラフィックを単一障害点なしでルーティングできます。

• 仮想バックアップルーターは、障害が発生したデフォルトルーターを引き継ぐことができます。

  • 数秒以内。

  • VRRP トラフィックが最小限であること。

  • ホストとの対話なし。

VRRP を実行するデバイスは、プライマリ ルータとバックアップ ルータを動的に選択します。また、255を最優先にして、1 から 255 までの優先順位を使用して、プライマリおよびバックアップ ルーターを強制的に割り当てることもできます。

VRRP 動作では、デフォルト プライマリ ルータが、一定間隔(デフォルトは 1 秒)でバックアップ ルータにアドバタイズメントを送信します。バックアップ ルーターが一定期間アドバタイズメントを受信しなかった場合、次に高いプライオリティを持つバックアップ ルーターがプライマリとして引き継ぎ、パケットの転送を開始します。

Junos OS リリース 13.2 以降、VRRP ノンストップ アクティブ ルーティング(NSR)は、 または 階層レベルでステートメント[edit routing-options][edit logical system logical-system-name routing-options]を設定nonstop-routingした場合のみ有効になります。

詳細については、 VRRP についてを参照してください。

統合型ISSU

統合型インサービスソフトウェアアップグレード(統合型ISSU)により、コントロールプレーンを中断することなく、トラフィックの中断を最小限に抑えながら、2つの異なるJunos OSリリース間でアップグレードできます。統合型ISSUは、デュアルルーティングエンジンプラットフォームでのみサポートされています。さらに、グレースフルルーティングエンジンスイッチオーバー(GRES)とノンストップアクティブルーティング(NSR)を有効にする必要があります。

統合型ISSUにより、ネットワークのダウンタイムをなくし、運用コストを削減し、より高いサービスレベルを提供できます。詳細については、 統合インサービスソフトウェアアップグレードの開始を参照してください。

バーチャルシャーシを使用するMXシリーズルーターのシャーシ間冗長性

シャーシ間冗長性と は、複数の地域にまたがる機器にまたがることができる高可用性機能であり、ネットワーク障害を未然に防ぎ、接続している加入者を目に見えて中断したり、サービスプロバイダーのネットワーク管理負担を増加させたりすることなく、ネットワーク障害を防ぎ、アクセスリンク障害、アップリンク障害、大規模なシャーシ障害からルーターを保護します。優先度の高い音声およびビデオ トラフィックがネットワーク上で伝送されるにつれて、ブロードバンド サービス ルーター、ブロードバンド ネットワーク ゲートウェイ、ブロードバンド リモート アクセス サーバーなどのブロードバンド加入者管理機器にステートフル冗長性を提供するには、シャーシ間の冗長性が要件になっています。シャーシ間の冗長性をサポートすることで、サービス プロバイダは厳格な SLA(サービスレベル契約)を履行し、計画外のネットワーク停止を回避して、顧客のニーズを満たすことができます。

MXシリーズ5Gユニバーサルルーティングプラットフォームにステートフルシャーシ間の冗長性ソリューションを提供するために、 バーチャルシャーシを構成できます。 バーチャルシャーシ 構成は、2台のMXシリーズルーターを相互接続して、単一のネットワーク要素として管理できる論理システムにします。バーチャル シャーシ内のメンバー ルーターは、 プライマリ ルーター ( プロトコル プライマリとも呼ばれる)および バックアップ ルーター ( プロトコル バックアップとも呼ばれる)として指定されます。メンバールーターは、Trioモジュラーポートコンセントレータ/モジュラーインターフェイスカード(MPC/MIC)インターフェイスで設定した専用の バーチャルシャーシポート によって相互接続されています。

MXシリーズの仮想シャーシは、IS-ISに基づく専用の制御プロトコルであるVCCP(仮想シャーシ制御プロトコル)によって管理されます。VCCPはバーチャル シャーシ ポート インターフェイス上で実行され、バーチャル シャーシ トポロジーの構築、バーチャル シャーシ プライマリ ルーターの選択、バーチャル シャーシ内でのトラフィックをルーティングするためのシャーシ間ルーティング テーブルの確立を行います。

Junos OSリリース11.2以降、バーチャルシャーシ構成は、Trio MPC/MICインターフェイスとデュアルルーティングエンジンを備えたMX240、MX480、MX960ユニバーサルルーティングプラットフォームでサポートされています。さらに、グレースフル ルーティング エンジン スイッチオーバー(GRES)とノンストップ アクティブ ルーティング(NSR)を、バーチャル シャーシの両方のメンバー ルーターで有効にする必要があります。