فهم عملية إختيار كمبيوتر شخصي vPC

المقدمة

يصف هذا وثيقة الفعلي PortChannel (vPC) دور عملية إختيار على Nexus sery مفتاح.

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

توصي Cisco بأن تكون لديك معرفة بالمواضيع التالية:

• مبدلات vPC على سلسلة Nexus
• بروتوكول الشجرة الممتدة (STP)

المكونات المستخدمة

تستند المعلومات الواردة في هذا المستند إلى النظام الأساسي للمحول Nexus 9000 Series Switch.

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك قيد التشغيل، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

تقنية قناة المنفذ الظاهري 

تتيح قنوات PortChannels الظاهرية (vPCs) للروابط المتصلة ماديا بمحولين مختلفين من Cisco أن تظهر كقناة PortChannel واحدة إلى جهاز ثالث. الجهاز الثالث يستطيع كنت مفتاح، نادل، أو أي آخر شبكة أداة أن يساند IEEE 802.3ad PortChannels. vPC أيضا يسمح الخلق من طبقة 2 PortChannels أن يجسر إثنان مفتاح. في هذا الوقت، يتم تنفيذ vPC على الأنظمة الأساسية من السلسلة Cisco Nexus 9000 و 7000 و 5000 و 3000 (مع موسعات البنية من السلسلة Cisco Nexus 2000 أو دونها).

ملاحظة: تتميز برامج NX-OS vPCs من Cisco وأنظمة التحويل الظاهرية Catalyst (VSS) من تقنيات مماثلة. بالنسبة لتقنية Cisco EtherChannel، يشير مصطلح EtherChannel متعدد الهياكل (MCEC) بشكل تبادلي إلى أي من التقنيتين.

دور vPC

وعلى الرغم من ظهور كلا محولين vPC كمحول واحد لجهاز تدفق البيانات من الخادم، فإن كلا المحولين من محولات vPC لديهما أدوار محددة بوضوح ل vPC، وهي: الإصدار الأساسي من vPC و vPC الإصدار الثانوي.

أدوار vPC ليست وقائية، مما يعني أنه يمكن تكوين الجهاز كجهاز أساسي vPC، ولكنه يعمل كجهاز نظير ثانوي vPC. ويمكن أن يحدث ذلك في هذا السيناريو:

1. عند فشل الجهاز الأساسي الأصلي، يصبح الجهاز الثانوي vPC هو الجهاز الأساسي الجديد.
2. عندما يقوم النظام باسترداد نفسه، يكون الجهاز الرئيسي السابق هو الجهاز الثانوي والعكس صحيح. 

يقوم دور vPC بتحديد أي من الجهازين النظيرين vPC يقوم بمعالجة وحدات بيانات بروتوكول الجسر (BPDUs) ويستجيب لطلبات بروتوكول تحليل العنوان (ARP). كما يحدد دور vPC مجموعة من الإجراءات التي يجب إتخاذها من قبل الإصدار الأساسي من vPC والخادم الثانوي ل vPC إستجابة لحالة قطع اتصال نظير vPC. 

أولوية دور vPC 

يمكنك أيضا إستخدام أولوية الدور في أمر وضع مجال vPC للتأثير على عملية إختيار vPC. نطاق القيم هو من 1 إلى 65636، والقيمة الافتراضية هي 32667. القيمة الأقل تعني أن هذا المفتاح لديه فرصة أفضل أن يكون ال vPC الأساسي.

عند تغيير أولوية أجهزة نظير vPC، قد يتسبب ذلك في انتقال الواجهات في الشبكة إلى أعلى وإلى أسفل. إذا كنت ترغب في تكوين أولوية الدور مرة أخرى لجعل أحد أجهزة vPC الجهاز الأساسي، قم بتكوين أولوية الدور على كل من الجهاز الأساسي vPC مع قيمة أولوية أقل والجهاز الثانوي vPC مع قيمة أعلى. بعد ذلك، قم بإيقاف تشغيل إرتباط نظير vPC على كلا الجهازين وأدخل الأمر shutdown، وأخيرا قم بإعادة تمكين قناة المنفذ على كلا الجهازين وأدخل الأمر no shutdown.

تغيير أدوار vPC المستمر

توفر ميزة تغيير الدور المستمر ل vPC إطارا لتبديل أدوار vPC بين أقران vPC دون تأثير على تدفقات حركة مرور البيانات. يتم تبديل دور vPC استنادا إلى قيمة أولوية الدور للجهاز ضمن مجال vPC. يتم تحديد جهاز نظير vPC ذي أولوية دور أقل كجهاز vPC أساسي عند تنفيذ الأمر VPC role preest.

يرجى الاطلاع على إستخدام سيناريو الحالة لتغيير أدوار أجهزة الكمبيوتر الافتراضية بشكل متواصل للحصول على مزيد من التفاصيل.

سلوك أنظمة vPC عند تعطل إرتباط نظير vPC

عند فشل إرتباط نظير vPC في الوصول واستمرار إرتباط keepalive نظير vPC قيد التشغيل، يقوم جهاز النظير الثانوي في vPC بتنفيذ العمليات التالية:

1. يعلق منافذ أعضاء vPC الخاصة به.
2. يوقف تشغيل SVI المرتبط بشبكة vPC VLAN.

يعمل هذا السلوك الوقائي من خلال تقنية vPC على إعادة توجيه حركة مرور البيانات من الجنوب إلى الشمال إلى الجهاز الرئيسي الذي يعمل بتقنية vPC. 

البت اللاصق الأساسي ل vPC

تعد تقنية vPC Primary Sticky Bit آلية حماية مبرمجة تم تقديمها لتجنب تغيير الأدوار غير الضروري (والذي قد يتسبب في حدوث انقطاع في الشبكة) عند إعادة تحميل المحول الأساسي بشكل غير متوقع. تسمح تقنية vPC Primary Sticky Bit للمحول النشط بالإلتزام بدوره الأساسي عندما يعود المحول المعطل إلى الحياة أو عندما يتم دمج محول معزول مرة أخرى في مجال VPC.

البت اللاصق الأساسي للتحويل باستخدام vPC:

  1. تم تعيين قيمة البت اللاصق الأساسية ل vPC إلى TRUE في هذا السيناريو:

• تقوم عمليات إعادة التمهيد الأساسية الحالية لأجهزة vPC والمحول الذي يدعم تقنية vPC بتغيير دورها من أداة vPC الثانوية إلى أداة vPC الأساسية العملياتية. لا يتم تعيين البت اللاصق إذا كان الدور يتغير من VPC Operational Secondary إلى vPC Primary.
• يقوم المحول الذي يدعم تقنية vPC بتغيير دوره من "بلا إنشاء" إلى "أساسي vPC" عند انتهاء صلاحية مؤقت إعادة تحميل الاستعادة (240 ثانية بشكل افتراضي).

  2. تم تعيين قيمة البت اللاصق الأساسية ل vPC إلى FALSE في هذه السيناريوهات:

• يتم إعادة تمهيد المحول الذي يدعم تقنية vPC (يتم تعيين البت اللاصق على FALSE بشكل افتراضي).
• تم تغيير أولوية دور vPC أو إعادة إدخالها.

يتم الإبلاغ عن بت أساسي لاصق vPC ضمن بنية مكون برنامج vPC Manager، ويمكن فحصه باستخدام أمر وضع NX-OS EXEC هذا.

Campus_N7K2-VPC# show system internal vpcm info global | include ignore-case sticky
        Sticky Primary: TRUE
Campus_N7K2-VPC#

إستعادة تأخير vPC

بعد إعادة تحميل جهاز نظير طراز vPC والنسخ الاحتياطي، يحتاج بروتوكول التوجيه إلى وقت لإعادة التقارب. يمكن أن تعمل نقطة الوصول vPCs التي تتعافى من هذه العملية على توجيه حركة المرور من خلال الثقب الأسود من الوصول إلى التجميع/المركز إلى أن يتم إعادة تأسيس اتصال الوصلة من المستوى الثالث.

تأخير ميزة vPC Delay Restore تأخير ميزة ميزة vPCs في عملية إحضار أداة نظير vPC التي تقوم باسترداد. تسمح ميزة Delay Restore من vPC باستعادة بروتوكولات التوجيه من الطبقة الثالثة بالتقارب قبل السماح بأي حركة مرور بيانات على وحدة التحكم vPC. وهذا ينتج عنه إستعادة تتسم بمزيد من الهدوء وعدم فقدان أي حزمة أثناء مرحلة الاسترداد (لا يزال يتم تحويل حركة المرور على جهاز نظير vPC النشط). يتم تمكين هذه الميزة بشكل افتراضي مع المؤقت الافتراضي لاستعادة vPC لمدة 30 ثانية. يمكن ضبط المؤقت على أساس تقارب طبقة 3 معين من 1 إلى 3600 ثانية.

vPC تأجيل إستعادة واجهة VLAN

لتأخير واجهات VLAN على جهاز نظير vPC الذي تمت استعادته من الظهور، أستخدم الخيار interfaces-vlan من الأمر delay restore. يتم تمكين هذه الميزة بشكل افتراضي مع المؤقت الافتراضي لاستعادة vPC الذي يبلغ 10 ثوان.

إستعادة التأخير باستخدام vPC أثناء إستخدام إعداد SVI مقاس 4000 SVI

يتم تقديم أمر جديد تأخير إستعادة واجهة شبكة VLAN-حزمة <1-4094>لتكوين الحزمة لإظهار واجهات VLAN أو Bridge-domain في دفعة من 200 SVIs في كل مرة. يمكن تكوين أمر مؤقت إستعادة تأخير vPC إستعادة <قيمة المهلة>إلى قيمة أكبر من مجموع كافة وحدات توقيت الدفعة التي تم تكوينها. ويتم القيام بذلك حتى يتم رفع ساق الجهاز الظاهري فقط بعد ظهور جميع أجهزة التنفس الاصطناعي بشكل تام لتجنب أي إزدحام مروري.

مثال: 4000 شبكة محلية ظاهرية، 200 حزمة، تأخر 15 ثانية  

إستعادة التأخير > (4000/200)x 15

عملية إختيار vPC

في نظام vPC، يتم تعريف جهاز نظير vPC على أنه الجهاز الأساسي vPC ويتم تعريف جهاز واحد على أنه ثانوي vPC، بناء على هذه المعلمات وبهذا الترتيب

1. تم تعيين البت اللاصق الأساسي ل vPC على 0 أو 1.
2. أولوية دور vPC المعرفة من قبل المستخدم (يستخدم برنامج Cisco NX-OS أقل قيمة رقمية لاختيار الجهاز الأساسي).
3. قيمة عنوان MAC للنظام (يستخدم برنامج Cisco NX-OS عنوان MAC الأدنى لاختيار الجهاز الأساسي).

يلخص هذا المخطط الانسيابي (الصورة 1) الخطوات التي تمر بها كل من أجهزة نظير vPC أثناء عملية إختيار المحول الأساسي vPC.

1. المعلمة الأولى التي تم التحقق منها بين جهازين أثناء عملية الاختيار الرئيسية في vPC هي "البت اللاصق الأساسي ل vPC". إذا فاز جهاز نظير vPC بهذه المقارنة، فإنه يصبح الجهاز الأساسي vPC بغض النظر عن قيمة أولوية دور vPC التي تم تكوينها أو عناوين MAC للنظام التي يتوفر بها كلا النظراء.
2. إذا كان كلا محولين نظيرين ل vPC لهما قيمة البت اللاصق نفسها، فإن عملية الاختيار تنتقل إلى الخطوة التالية لمقارنة أولوية دور vPC المعرفة من قبل المستخدم.  
3. في حالة تكوين كلا الدورين على الكمبيوتر الشخصي بنفس القيمة، فإن عملية الاختيار تنتقل لمقارنة عناوين MAC للنظام.

الصورة 1

كما هو موضح في الصورة، عندما يحتوي محول vPC على بت لاصق أساسي vPC تم تعيينه على 1 (شرط TRUE) ونظيره مع البت اللاصق الذي تم تعيينه على 0 (شرط خاطئ)، فإن الجانب الصحيح يفوز بالاختيار ويأخذ دور vPC أساسي.

تم تعيين بت لاصق نظير vPC 1 على 1	تم تعيين بت لاصق نظير vPC 2 على 1	الكمبيوتر الأساسي vPC
خطأ (0)	خطأ (0)	ربطة عنق
صحيح (1)	خطأ (0)	نظير vPC 1
خطأ (0)	صحيح (1)	نظير vPC 2
صحيح (1)	صحيح (1)	ربطة عنق

سيناريو إسترداد vPC

من المهم فهم عملية إختيار الأجهزة الافتراضية (vPC) ولا يمكن التقليل من شأنها، وخاصة في سيناريوهات إسترداد الأجهزة الافتراضية (vPC).

توضح الصورة 2 إعداد VPC بشكل نموذجي، بينما يمثل Nexus-01 الرقم الأساسي ل VPC ويمثل Nexus-02 الرقم الثانوي ل VPC. يتم إعادة تعيين "وحدات بت اللاصقة" الخاصة بكل منهما إلى FALSE بشكل افتراضي.

  

 الصورة 2

كما هو موضح في هذه الصورة، يعاني Nexus-01 الآن من انقطاع التيار الكهربي وتم عزله عن الشبكة. قام Nexus-02 بترقية نفسه إلى الإصدار الأساسي من vPC وتعيين البت اللاصق vPC على القيمة الصحيحة. 

ويصبح Nexus-02 الآن أساسيا للتشغيل، ويتم تعيين البت اللاصق الآن على TRUE.

                        

 الصورة الثالثة

كما هو موضح في هذه الصورة، عند عودة Nexus-01 مرة أخرى إلى الإنترنت بعد إستعادة انقطاع التيار الكهربي، يحتفظ Nexus-02 بالدور الأساسي للتشغيل بغض النظر عن أولوية الدور (لأنه يحتوي على وحدة بت ثابتة بالفعل) ويأخذ Nexus-01 الدور الثانوي عند إتصاله بالإنترنت. يبدأ Nexus-01 فقط عملية تهيئة VPC، بينما يظل Nexus-02 هو الأساسي ويرسل حركة مرور البيانات كالمعتاد. لذلك، لا يظهر أي انقطاع في الشبكة.

هناك أداتا توقيت مرتبطتان بعملية تهيئة vPC على Nexus-01، والتي هي الآن الجهاز الثانوي للتشغيل vPC:

• تأخير إستعادة SVI (10 ثوان بشكل افتراضي) 
• تأخير إستعادة (30 ثانية بشكل افتراضي)

ونتيجة لذلك، يمكنك توقع وقت إسترداد يبلغ 40 ثانية على الطراز Nexus-01 بعد إعادة إدخال Nexus-01 مرة أخرى إلى الشبكة كجهاز ثانوي بتقنية vPC. ولكن بما أن Nexus-02 يضطلع بالدور الرئيسي، فإن جميع حركة المرور الآن تمر عبر Nexus-01 على النحو المذكور أعلاه، فلا يوجد انقطاع في الشبكة. 

 الصورة 4

مثال على انقطاع الشبكة المرتبط بتعيين البت اللاصق غير الصحيح

ينتج انقطاع الشبكة عن بت لاصق تم تعيينه بشكل غير صحيح عند تقديم محول معزول (Nexus-02) مرة أخرى إلى مجال VPC

ومع ذلك، يمكن أن يحدث انقطاع عن الشبكة بعد تقديم محول معزول مرة أخرى إلى مجال VPC إذا لم يتم تعيين وحدات البت اللاصقة بشكل صحيح على كلا محولات Nexus. قبل إدخال محول معزول مرة أخرى إلى مجال VPC، يجب تعيين البت اللاصق الخاص به على FALSE. (للاطلاع على الإجراءات الخاصة باستبدال هيكل N7K، راجع إجراء إستبدال الهيكل Nexus 7000).

كما هو موضح في الصورة 5، تم تكوين Nexus-01 بأولوية دور VPC أعلى من Nexus-02، كما تم تعيين "البت اللاصق" ل Nexus-02 على TRUE. يكون الارتباط E1/1 و E1/2 من Nexus-01 في حالة إعادة توجيه في حين أن E1/1 و E1/2 في حالة إيقاف التشغيل. 

 الصورة 5

عند إستعادة PKA وارتباط النظير، يقوم Nexus-02 بالدور الأساسي بغض النظر عن أولوية الدور (لأنه يحتوي على وحدة بت ثابتة حقيقية) ويفرض على Nexus-01 أن يصبح ثانويا وتبدأ عملية تهيئة VPC على Nexus-01. وبالتالي، يتم تعليق الارتباط E1/1 و E1/2 من Nexus-01 بواسطة VPC ويدخل عبر الإنترنت بعد انتهاء صلاحية عدادات إستعادة الوقت (40 ثانية بشكل افتراضي).  في هذه الحالة، يظهر انقطاع في الشبكة لمدة 40 ثانية بعد إستعادة PKA وارتباط النظير، كما هو موضح في الصورة 6.

 الصورة 6

ملاحظة: عند إعادة تقديم Nexus إلى مجال vPC، يجب التأكد من عدم تغيير دور vPC في جهاز vPC النشط. لتجنب تغيير دور vPC عند تعيين وحدات بت اللاصقة لكلا المحولين على نفس القيمة، يجب أن يكون لجهاز vPC النشط أولوية دور أعلى حتى يتمكن من الاحتفاظ بدوره الأساسي. راجع الصورة 1 في هذا المستند للحصول على مزيد من المعلومات حول عملية إختيار دور VPC.