Configuración de switches Catalyst para Microsoft NLB

Introducción

Este documento describe cómo configurar los switches Cisco Catalyst para interactuar con Microsoft Network Load Balancing (NLB).

Prerequisites

Requirements

No hay requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

La información de este documento se basa y configura en las siguientes versiones de software y hardware:

• Switch Catalyst 6500 con motor supervisor 2T y software Cisco IOS 15.1(1)SY1
• Switch Catalyst 4948 que ejecuta el software Cisco IOS 15.0(2)SG7
• Servidores de Microsoft Windows

Nota: Consulte la guía de configuración correspondiente para conocer los comandos que se utilizan para activar estas funciones en otras plataformas de Cisco.

La información que contiene este documento se creó a partir de los dispositivos en un ambiente de laboratorio específico. Todos los dispositivos que se utilizan en este documento se pusieron en funcionamiento con una configuración verificada (predeterminada). If your network is live, make sure that you understand the potential impact of any command.

Antecedentes

La tecnología NLB se puede utilizar para distribuir las solicitudes del cliente a través de un conjunto de servidores. Para garantizar que los clientes siempre experimenten niveles de rendimiento aceptables, NLB de Microsoft Windows proporciona la capacidad de agregar servidores adicionales para que pueda escalar aplicaciones sin estado, como servidores web basados en IIS, a medida que aumenta la carga de clientes. Además, reduce el tiempo de inactividad provocado por los servidores que no funcionan correctamente.

Microsoft Windows NLB es una tecnología de agrupación en clústeres que se ofrece como parte de todos los sistemas operativos de Windows 2000 Server y de la familia Windows 2003 Server. Proporciona una única dirección IP virtual para todos los clientes como dirección IP de destino para todo el clúster.

Puede configurar NLB para que funcione en uno de estos tres modos:

• Modo unidifusión
• Modo de multidifusión
• Modo de protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP)

Modo unidifusión

Estas son algunas notas sobre el uso de NLB en el modo unidifusión:

• En el modo unidifusión, NLB reemplaza la dirección MAC (del inglés Media Access Control, control de acceso a medios) real de cada servidor del clúster por una dirección MAC NLB común. Cuando todos los servidores del clúster tienen la misma dirección MAC, todos los paquetes que se reenvían a esa dirección se envían a todos los miembros del clúster. El NLB crea una dirección MAC ficticia y la asigna a cada servidor del clúster NLB. El NLB asigna a cada servidor NLB una dirección MAC ficticia diferente, basada en el identificador de host del miembro. Esta dirección aparece en el encabezado de trama Ethernet.
  
  
• La dirección MAC se utiliza en el encabezado del protocolo de resolución de direcciones (ARP), no en el encabezado Ethernet. El switch utiliza la dirección MAC en el encabezado Ethernet, no en el encabezado ARP. Esto provoca un problema cuando se envía un paquete al clúster NLB con la dirección MAC de destino como la dirección MAC del clúster 00-bf-ac-10-00-01. El switch ve la tabla de memoria direccionable de contenido (CAM) para la dirección MAC 00-bf-ac-10-00-01 y, dado que no hay ningún puerto registrado con la dirección MAC del clúster NLB 00-bf-ac-10-00-01, la trama se entrega a todos los puertos del switch. Esto introduce la inundación de unidifusión. Para evitar la inundación, Cisco recomienda que utilice una VLAN dedicada para NLB de modo que la inundación esté restringida.

Modo de multidifusión

Estas son algunas notas sobre el uso de NLB en el modo multidifusión:

• En el modo multidifusión, el administrador del sistema hace clic en el botón multidifusión de la GUI de configuración de NLB de Microsoft. Esta opción indica a los miembros del clúster que respondan a los ARP para su dirección virtual con el uso de una dirección MAC de multidifusión, como 0300.5e01.0101.
  
  
• El proceso ARP no se completa para las direcciones MAC multicast (esto rompe el RFC 1812). Se requiere una dirección MAC estática para alcanzar el clúster fuera de la subred local.
  
  
• La dirección IP virtual es 10.100.1.99 y la dirección MAC de multidifusión es 0300.5e01.0101. Ingrese este comando para llenar la tabla ARP estáticamente:

arp 10.100.1.99 0300.5e01.0101

• Dado que los paquetes entrantes tienen una dirección IP de destino de unidifusión y una MAC de destino de multidifusión, el dispositivo de Cisco ignora esta entrada y la unidifusión inunda cada paquete enlazado al clúster. Para evitar esta inundación, inserte una entrada estática de mac-address-table como se indica a continuación para conmutar los paquetes enlazados al clúster en el hardware.

mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 interface TenGigabitEthernet1/4 TenGigabitEthernet1/5 disable-snooping

Nota: Cuando asigna estáticamente una dirección MAC a varios puertos, sólo es compatible con el software en el switch Catalyst de Cisco serie 4500. Además, el uso de esta configuración en el switch Catalyst serie 4500 puede causar un uso excesivo de la CPU. Para evitar este problema, puede aislar el NLB en una VLAN específica, agregar solamente las entradas ARP estáticas y permitir la inundación en esa VLAN.

Nota: Para los switches Catalyst de Cisco serie 6000/6500, debe agregar el parámetro disable-snooping para restringir el tráfico sólo a los puertos especificados. Cuando configure una conexión estática, ingrese la palabra clave disable-snooping para evitar que el tráfico multicast dirigido a la dirección MAC multicast configurada estáticamente también se envíe a otros puertos en la misma VLAN. (Este comando no es necesario en otras plataformas).

Modo IGMP

A continuación, se incluyen algunas notas sobre el uso de NLB en el modo IGMP:

• El uso de NLB en el modo IGMP requiere la menor cantidad de configuración manual. La dirección MAC virtual se encuentra dentro del intervalo de la Autoridad de números asignados de Internet (IANA, Internet Assigned Numbers Authority ) y comienza con 0100.5exx.xxxx. Dado que la dirección MAC ahora cumple con las especificaciones IANA, los switches Cisco pueden programar dinámicamente la dirección MAC mediante el uso de indagación IGMP. Esto elimina la necesidad de programar manualmente la dirección MAC en los mapas de puerto que se requieren en el modo Multicast para evitar la inundación a la VLAN.
  
  
• La indagación IGMP programa la dirección MAC virtual una vez que el switch recibe un informe de pertenencia de un miembro del clúster. También se debe programar un puerto Mrouter para la VLAN NLB con el uso de Protocol Independent Multicast (PIM) o de la función IGMP querier.
  
  
• Dado que la dirección IP virtual utiliza una dirección MAC de multidifusión, no se puede alcanzar fuera de la subred local. Para resolver esto, debe configurar una entrada ARP estática en cada dispositivo con una interfaz de Capa 3 (L3) en la VLAN del clúster. Realice esta operación del mismo modo que en el modo multidifusión. Por ejemplo, si la dirección IP virtual es 10.100.1.99 y la dirección MAC multicast es 0100.5e01.0101, utilice este comando para llenar la tabla ARP estáticamente:

arp 10.100.1.99 0100.5e01.0101

Advertencias del modo IGMP

A continuación, se incluyen notas importantes que debe tener en cuenta al utilizar NLB en el modo IGMP:

Nota: Según el seguimiento realizado por el Id. de bug Cisco CSCsw72680, no se puede utilizar PIM en la interfaz virtual de switch VLAN (SVI) de NLB con ciertas versiones de código. Vea los detalles de bug de las versiones de código que abordan este problema o utilice la función IGMP snooping querier.

Nota: Según el seguimiento del Id. de bug Cisco CSCsy62709, los paquetes se duplican para todo el tráfico que se rutea a los servidores NLB en modo IGMP. Vea los detalles de bug para las versiones de código afectadas.

Nota: Debido a una limitación de hardware de la que se realiza un seguimiento por parte del ID de bug Cisco CSCug49149, el tráfico NLB no se puede enviar a través de un Etherchannel distribuido en la misma tarjeta de línea 6708 cuando el switch se ejecuta en modo PFC3B o PFC3C. El canal de puerto debe estar cableado para que todos los links de miembro estén en el mismo motor de reenvío.

Diagrama de la red

Configurar

En esta sección se describe cómo configurar NLB para las plataformas Cisco Catalyst 6500 y 4948 Series que se ejecutan en modo multidifusión o IGMP.

Configuración para el Modo Multicast 

En esta sección se describe cómo configurar NLB para las plataformas Cisco Catalyst 6500 y 4948 Series que se ejecutan en modo multidifusión:

6500-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 6500-1
!
boot system flash disk0:s2t54-adventerprisek9-mz.SPA.151-1.SY1
!
interface TenGigabitEthernet1/4
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/5
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface Vlan100
ip address 10.100.1.1 255.255.255.0
!
! 
interface Vlan200
ip address 10.200.1.1 255.255.255.0
!
!
arp 10.100.1.88 0300.5e01.0101 ARPA
!
!
mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 interface TenGigabitEthernet1/4
TenGigabitEthernet1/5 TenGigabitEthernet5/5
!

A continuación, se incluyen algunas notas importantes sobre esta configuración:

• El valor de la dirección IP de la interfaz Vlan100 configura la VLAN del usuario.
• El valor de la dirección IP de la interfaz Vlan200 configura la VLAN del clúster NLB. Es importante que configure la puerta de enlace predeterminada del servidor de Microsoft en esta dirección.
• La ARP 10.100.1.88 0300.5e01.0101 incluye todas las interfaces L3 en la VLAN y es la dirección IP virtual de los servidores de clúster NLB.
• La interfaz estática de tabla de direcciones MAC 0300.5e01.0101 vlan 200 crea una entrada MAC estática para la asignación de puertos en el switch para la dirección MAC virtual multicast.

Nota: Asegúrese de utilizar el modo multidifusión en el clúster NLB. Cisco recomienda que no utilice direcciones MAC de multidifusión que comiencen por 01 porque se sabe que tienen un conflicto con la configuración IGMP.

4948-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 4948-1
!
boot system bootflash:cat4500-entservices-mz.150-2.SG7
!
interface GigabitEthernet1/1
switchport access vlan 200
!
interface TenGigabitEthernet1/49
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/50
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 interface Gi1/1 Te1/49 Te1/50
!
!
end

Nota: La interfaz mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200 crea una entrada estática en el switch para la dirección MAC virtual multicast. Es importante recordar que se deben agregar todas las interfaces troncales que transportan tráfico NLB entre los switches. Una vez que se define una dirección MAC estática, se restringe la inundación. Si olvida incluir una interfaz, el clúster NLB se interrumpirá.

Configuración para el modo IGMP

En esta sección se describe cómo configurar NLB para las plataformas Cisco Catalyst 6500 y 4948 Series que se ejecutan en modo IGMP

6500-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 6500-1
!
boot system flash disk0:s2t54-adventerprisek9-mz.SPA.151-1.SY1
!
ip igmp snooping querier
!
vlan configuration 1,100
no ip igmp snooping querier
! 
vlan configuration 200
ip igmp snooping querier address 10.200.1.1
!
interface TenGigabitEthernet1/4
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/5
switchport
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface Vlan100
ip address 10.100.1.1 255.255.255.0
! 
interface Vlan200
ip address 10.200.1.1 255.255.255.0
!
arp 10.100.1.99 0100.5e01.0101 ARPA
!
end

A continuación, se incluyen algunas notas importantes sobre esta configuración:

• La función iip igmp snooping querier habilita la función snooping querier.
• La dirección 10.200.1.1del solicitante de snooping de IGMP configura el solicitante de snooping para la VLAN de NLB.
• La VLAN de usuario es la interfaz Vlan100.
• La VLAN del clúster NLB es la interfaz Vlan200. Es importante que configure la puerta de enlace predeterminada del servidor de Microsoft para esta dirección (dirección IP 10.200.1.1 255.255.255.0).
• La ARP 10.100.1.99 0100.5e01.0101 es la dirección IP virtual de los servidores de clúster NLB. El ARP estático debe estar en todas las interfaces L3 de la VLAN.

4948-1#show running-config
Building configuration...
!
hostname 4948-1
!
boot system bootflash:cat4500-entservices-mz.150-2.SG7
!
interface GigabitEthernet1/1
switchport access vlan 200
!
interface TenGigabitEthernet1/49
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
interface TenGigabitEthernet1/50
switchport trunk encapsulation dot1q
switchport trunk allowed vlan 1,100,200
switchport mode trunk
!
end

Nota: No es necesario configurar entradas estáticas, ya que la indagación IGMP realiza esta tarea dinámicamente en este modo. Además, no se requiere ninguna configuración especial para este modo en los switches de Capa 2 (L2) de flujo descendente.

Verificación

Use esta sección para confirmar que su configuración funciona correctamente.

Nota: La herramienta Output Interpreter Tool (clientes registrados solamente) (OIT) soporta ciertos comandos show. Utilice la OIT para ver un análisis del resultado del comando show.

Verificación del modo de multidifusión 

Ingrese el comando show ip arp para ver la memoria caché ARP:

6500-1#sh ip arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 10.100.1.99 - 0300.5e01.0101 ARPA

Ingrese el comando show mac address-table static para ver una entrada estática y dinámica específica de la tabla de direcciones MAC o las entradas estáticas y dinámicas de la tabla de direcciones MAC en una interfaz o VLAN específica:

6500-1#show mac address-table static add 0300.5e01.0101

vlan mac address     type   learn age     ports
----+---------------+-------+-----+------+-----------------
200  0300.5e01.0101  static  No     -     Te1/4 Te1/5 Te5/5

4948-1#show mac address-table static add 0300.5e01.0101

Multicast Entries
vlan   mac address     type    ports
------+---------------+-------+--------------------
200    0300.5e01.0101  static  Gi1/1,Te1/49,Te1/50

Verificación del modo IGMP

Ingrese el comando show ip arp para ver la memoria caché ARP:

6500-1#show ip arp

Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 10.100.1.99 - 0100.5e01.0101 ARPA

Ingrese show ip igmp snooping mrouter para ver el puerto Mrouter que está programado por las consultas recibidas del solicitante de snooping ascendente:

4948-1#show ip igmp snooping mrouter

Vlan ports
---- -----
200 Te1/49(dynamic)

Ingrese show mac address-table multicast igmp-snooping para ver la dirección MAC agregada dinámicamente que se aprende de la indagación IGMP y los puertos miembro:

4948-1#show mac address-table multicast igmp-snooping

Multicast Entries
vlan   mac address    type    ports
------+---------------+------+-------------
200    0100.5e01.0101  igmp   Gi1/1,Te1/49

Ingrese show ip igmp snooping groups para ver la lista de puertos de los miembros del clúster que se unieron al grupo multicast:

4948-1#show ip igmp snooping groups

Vlan    Group       Version     Port List
-----------------------------------------
200     239.1.1.1    v2           Gi1/1

Troubleshoot

Actualmente, no hay información específica de troubleshooting disponible para esta configuración.