Configurar Switches Catalyst para Microsoft NLB

Introdução

Este original descreve como configurar os switches Cisco Catalyst para interagirem com o Microsoft Network Load Balancing (NLB).

Pré-requisitos

Requisitos

Não existem requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

As informações neste documento são baseadas e configuradas nestas versões de software e hardware:

• Switch Catalyst 6500 Sup2T executando o Cisco IOS Software 15.1(1)SY1
• Switch Catalyst 4948 executando o Cisco IOS Software 15.0(2)SG7
• Servidores Microsoft Windows

Note: Consulte o guia de configuração apropriado para obter os comandos usados para ativar esses recursos em outras plataformas da Cisco.

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a sua rede estiver ativa, certifique-se de que entende o impacto potencial de qualquer comando.

Informações de Apoio

A tecnologia NLB pode ser usada para distribuir solicitações de clientes através de um conjunto de servidores. Para garantir que os clientes sempre experimentem níveis de desempenho aceitáveis, o Microsoft Windows NLB oferece a capacidade de adicionar servidores adicionais para que você possa dimensionar aplicativos stateless, como servidores Web baseados em IIS, à medida que a carga do cliente aumenta. Além disso, reduz o tempo de inatividade causado por servidores com mau funcionamento.

O Microsoft Windows NLB é uma tecnologia de clustering oferecida como parte de todos os sistemas operacionais da família Windows 2000 Server e Windows 2003 Server. Ele fornece um único endereço IP virtual para todos os clientes como o endereço IP de destino para todo o cluster.

Você pode configurar o NLB para funcionar em um destes três modos:

• Modo unicast
• Modo multicast
• modo de Internet Group Management Protocol (IGMP)

Modo unicast

Aqui estão algumas observações sobre o uso do NLB no modo Unicast:

• No modo Unicast, o NLB substitui o endereço de Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access Control) real de cada servidor no cluster por um endereço MAC NLB comum. Quando todos os servidores no cluster tiverem o mesmo endereço MAC, todos os pacotes encaminhados para esse endereço serão enviados a todos os membros no cluster. O NLB cria um endereço MAC fictício e o atribui a cada servidor no cluster NLB. O NLB atribui a cada servidor NLB um endereço MAC fictício diferente, com base na ID de host do membro. Esse endereço aparece no cabeçalho do quadro Ethernet.
  
  
• O endereço MAC é usado no cabeçalho ARP (Address Resolution Protocol Protocolo de Resolução de Endereços), não no cabeçalho Ethernet. O switch usa o endereço MAC no cabeçalho Ethernet, não o cabeçalho ARP. Isso causa um problema quando um pacote é enviado ao cluster NLB com o endereço MAC de destino como o endereço MAC do cluster 00-bf-ac-10-00-01. O switch visualiza a tabela CAM (Content Addressable Memory) para o endereço MAC 00-bf-ac-10-00-01 e, como não há porta registrada com o endereço MAC do cluster NLB 00-bf-ac-10-00-01, o quadro é entregue a todas as portas do switch. Isso introduz a inundação de unicast. Para evitar a inundação, a Cisco recomenda que você use uma VLAN dedicada para NLB para que a inundação seja restrita.

Modo multicast

Aqui estão algumas observações sobre o uso do NLB no modo Multicast:

• No modo Multicast, o administrador do sistema clica no botão Multicast na GUI de configuração do Microsoft NLB. Essa escolha instrui os membros do cluster a responder aos ARPs para seus endereços virtuais com o uso de um endereço MAC multicast, como 0300.5e01.0101.
  
  
• O processo ARP não é concluído para endereços MAC multicast (isso quebra o RFC 1812). Um endereço MAC estático é necessário para acessar o cluster fora da sub-rede local.
  
  
• O endereço IP virtual é 10.100.1.99 e o endereço MAC multicast é 0300.5e01.0101. Digite este comando para preencher a tabela ARP estaticamente:

arp 10.100.1.99 0300.5e01.0101

• Como os pacotes de entrada têm um endereço IP de destino unicast e um MAC de destino multicast, o dispositivo Cisco ignora essa entrada e o unicast inunda cada pacote associado a cluster. Para evitar essa inundação, insira uma entrada mac-address-table estática, como mostrado abaixo, para comutar pacotes ligados a cluster no hardware.

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

Note: Quando você mapeia estaticamente um endereço MAC para várias portas, ele só é suportado pelo software no switch Cisco Catalyst 4500 Series. Além disso, o uso dessa configuração no switch Catalyst 4500 Series pode causar alta utilização da CPU. Para evitar esse problema, você pode isolar o NLB em uma VLAN específica, adicionar somente as entradas ARP estáticas e permitir inundação nessa VLAN.

Note: Para os switches Cisco Catalyst 6000/6500 Series, você deve adicionar o parâmetro disable-snooping para restringir o tráfego apenas às portas especificadas. Ao configurar uma conexão estática, insira a palavra-chave disable-snooping para impedir que o tráfego multicast endereçado ao endereço MAC multicast configurado estaticamente também seja enviado para outras portas na mesma VLAN. (Esse comando não é necessário em outras plataformas).

Modo IGMP

Aqui estão algumas observações sobre o uso do NLB no modo IGMP:

• O uso de NLB no modo IGMP requer o mínimo de configuração manual. O endereço MAC virtual está dentro do intervalo IANA (Internet Assigned Numbers Authority) e começa com 0100.5exx.xxxx. Como o endereço MAC agora está em conformidade com as especificações IANA, os switches Cisco podem programar dinamicamente o endereço MAC com o uso de espionagem de IGMP. Isso elimina a necessidade de programar manualmente o endereço MAC para os mapas de porta necessários no modo Multicast para evitar a inundação para a VLAN.
  
  
• O rastreamento de IGMP programa o endereço MAC virtual para você assim que o switch recebe um relatório de associação de um membro no cluster. Uma porta Mrouter também deve ser programada para a VLAN NLB com o uso do Protocol Independent Multicast (PIM) ou do recurso de consultante IGMP.
  
  
• Como o endereço IP virtual usa um endereço MAC multicast, ele não pode ser acessado fora da sub-rede local. Para resolver isso, você deve configurar uma entrada ARP estática em cada dispositivo com uma interface de Camada 3 (L3) na VLAN de cluster. Conclua isso da mesma forma que no modo Multicast. Por exemplo, se o endereço IP virtual for 10.100.1.99 e o endereço MAC multicast for 0100.5e01.0101, use este comando para preencher a tabela ARP estaticamente:

arp 10.100.1.99 0100.5e01.0101

Avisos do modo IGMP

Estas são observações importantes que devem ser lembradas ao usar o NLB no modo IGMP:

Note: Conforme rastreado pelo bug da Cisco ID CSCsw72680, você não pode usar o PIM na Interface Virtual de Switches de VLAN (SVI) do NLB com determinadas versões de código. Exiba os detalhes do bug das versões de código que resolvem esse problema ou use o recurso de consultante de rastreamento de IGMP.

Note: Conforme rastreado pelo bug da Cisco ID CSCsy62709, os pacotes são duplicados para todo o tráfego que é roteado para os servidores NLB no modo IGMP. Veja os detalhes do bug para as versões de código afetadas.

Note: Devido a uma limitação de hardware que é rastreada pela ID de nug da Cisco CSCug49149, o tráfego NLB não pode ser enviado através de um Distributed Etherchannel na mesma placa de linha 6708 quando o switch está sendo executado no modo PFC3B ou PFC3C. O canal de porta deve ser cabeado para que todos os links membros estejam no mesmo mecanismo de encaminhamento.

Diagrama de Rede

Configurar

Esta seção descreve como configurar o NLB para as plataformas Cisco Catalyst 6500 e 4948 Series executadas no modo Multicast ou IGMP.

Configuração do Modo Multicast 

Esta seção descreve como configurar o NLB para as plataformas Cisco Catalyst 6500 e 4948 Series executadas no modo Multicast:

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
!

Aqui estão algumas observações importantes sobre esta configuração:

• O valor do endereço ip da interface Vlan100 configura a VLAN do usuário.
• O valor do endereço ip da interface Vlan200 configura a VLAN do cluster NLB. É importante que você configure o gateway padrão do Microsoft Server para esse endereço.
• A ARPA 10.100.1.88 0300.5e01.0101 inclui todas as interfaces L3 na VLAN e é o endereço IP virtual dos servidores de cluster NLB.
• A interface 0300.5e01.0101 vlan 200 da tabela de endereços MAC cria uma entrada MAC estática para o mapeamento de porta no switch para o endereço MAC virtual multicast.

Note: Certifique-se de usar o modo Multicast no cluster NLB. A Cisco recomenda que você não use endereços MAC multicast que começam com 01 porque eles são conhecidos por ter um conflito com a configuração do 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

Note: A interface estática 0300.5e01.0101 vlan 200 da tabela de endereços mac cria uma entrada estática no switch para o endereço MAC virtual multicast. É importante lembrar que todas as interfaces de tronco que transportam o tráfego NLB entre os switches devem ser adicionadas. Depois que um endereço MAC estático é definido, a inundação é restrita. Se você esquecer de incluir uma interface, o cluster NLB será interrompido.

Configuração do Modo IGMP

Esta seção descreve como configurar o NLB para as plataformas Cisco Catalyst 6500 e 4948 Series executadas no 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

Aqui estão algumas observações importantes sobre esta configuração:

• O consultante de rastreamento ip igmp habilita o recurso de consultante de rastreamento.
• O endereço IP igmp snooping querier 10.200.1.1configura o snooping querier para a VLAN NLB.
• A VLAN de usuário é a interface Vlan100.
• A VLAN do cluster NLB é a interface Vlan200. É importante que você configure o gateway padrão do Microsoft Server para esse endereço (endereço ip 10.200.1.1 255.255.255.0).
• A ARPA 10.100.1.99 0100.5e01.0101 é o endereço IP virtual dos servidores de cluster NLB. O ARP estático deve estar em todas as interfaces L3 na 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

Note: Não há necessidade de configurar entradas estáticas, já que o snooping IGMP faz isso dinamicamente neste modo. Além disso, nenhuma configuração especial para esse modo é necessária nos switches downstream da camada 2 (L2).

Verificar

Use esta seção para confirmar se a sua configuração funciona corretamente.

Note: A Output Interpreter Tool ( somente clientes registrados) (OIT) oferece suporte a determinados comandos show. Use a OIT para exibir uma análise da saída do comando show.

Verificação de Modo Multicast 

Insira o comando show ip arp para exibir a cache ARP:

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

Insira o comando show mac address-table static para exibir uma entrada estática e dinâmica específica da tabela de endereços MAC ou as entradas estáticas e dinâmicas da tabela de endereços MAC em uma interface ou 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

Verificação de Modo IGMP

Insira o comando show ip arp para exibir a cache ARP:

6500-1#show ip arp

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

Insira show ip igmp snooping mrouterpara exibir a porta Mrouter que é programada pelas consultas recebidas do consultante de rastreamento de upstream:

4948-1#show ip igmp snooping mrouter

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

Insira o show mac address-table multicast igmp-snooping para exibir o endereço MAC adicionado dinamicamente que é aprendido do snooping IGMP e as portas membro:

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

Digite show ip igmp snooping grouppara exibir a lista de portas de membros de cluster que ingressaram no grupo multicast:

4948-1#show ip igmp snooping groups

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

Troubleshooting

Atualmente, não existem informações disponíveis específicas sobre Troubleshooting para esta configuração.