为Microsoft NLB配置Catalyst交换机

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已更新: 2020 年 10 月 16 日

文档 ID:216092

非歧视性语言

此产品的文档集力求使用非歧视性语言。在本文档集中，非歧视性语言是指不隐含针对年龄、残障、性别、种族身份、族群身份、性取向、社会经济地位和交叉性的歧视的语言。由于产品软件的用户界面中使用的硬编码语言、基于 RFP 文档使用的语言或引用的第三方产品使用的语言，文档中可能无法确保完全使用非歧视性语言。深入了解思科如何使用包容性语言。

关于此翻译

思科采用人工翻译与机器翻译相结合的方式将此文档翻译成不同语言，希望全球的用户都能通过各自的语言得到支持性的内容。请注意：即使是最好的机器翻译，其准确度也不及专业翻译人员的水平。 Cisco Systems, Inc. 对于翻译的准确性不承担任何责任，并建议您总是参考英文原始文档（已提供链接）。

简介

本文档介绍如何将 Cisco Catalyst 交换机配置为与 Microsoft 网络负载均衡 (NLB) 交互。

先决条件

要求

本文档没有任何特定的要求。

使用的组件

本文档中的信息基于以下软件和硬件版本进行配置：

运行Cisco IOS软件15.1(1)SY1的Catalyst 6500 Sup2T交换机
运行Cisco IOS软件15.0(2)SG7的Catalyst 4948交换机
Microsoft Windows服务器

注意：请参阅相应的配置指南，了解在其他思科平台上启用这些功能所使用的命令。

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您使用的是真实网络，请确保您已经了解所有命令的潜在影响。

背景信息

NLB技术可用于在一组服务器之间分发客户端请求。为了确保客户端始终体验可接受的性能级别，Microsoft Windows NLB提供了添加额外服务器的功能，以便您可以随着客户端负载的增加横向扩展无状态应用，如基于IIS的Web服务器。此外，它还减少了服务器故障导致的停机时间。

Microsoft Windows NLB是群集技术，作为所有Windows 2000 Server和Windows 2003 Server系列操作系统的一部分提供。它为所有客户端提供单个虚拟IP地址作为整个集群的目标IP地址。

您可以将NLB配置为在以下三种模式之一下工作：

单播模式
多播模式
互联网组管理协议(IGMP)模式

单播模式

以下是有关单播模式下使用NLB的一些说明：

在单播模式下，NLB使用公共NLB MAC地址替换集群中每台服务器的实际介质访问控制(MAC)地址。当集群中的所有服务器具有相同的MAC地址时，转发到该地址的所有数据包都会发送到集群中的所有成员。NLB创建一个虚构的MAC地址，并将其分配给NLB集群中的每台服务器。NLB根据成员的主机ID为每台NLB服务器分配不同的虚拟MAC地址。此地址出现在以太网帧报头中。
MAC地址用于地址解析协议(ARP)报头，而不是以太网报头。交换机在以太网报头中使用 MAC 地址，在 ARP 报头中则不使用。这会导致将数据包发送到目的MAC地址为集群MAC地址00-bf-ac-10-00-01的NLB集群时出现问题。交换机查看MAC地址00-bf-ac-10-00-01的内容可寻址存储器(CAM)表，并且因为没有端口注册到NLB集群MAC地址00-bf-ac-10-00-01，该帧将传送到所有交换机端口。这将引入单播泛洪。为避免泛洪，Cisco建议您为NLB使用专用VLAN，以限制泛洪。

多播模式

以下是有关在组播模式下使用NLB的一些说明：

在组播模式下，系统管理员单击Microsoft NLB配置GUI中的组播按钮。此选项指示集群成员使用组播MAC地址（如0300.5e01.0101）响应其虚拟地址的ARP。
组播MAC地址的ARP过程未完成（这会破坏RFC 1812）。要到达本地子网外的集群，需要静态MAC地址。
虚拟IP地址为10.100.1.99，组播MAC地址为0300.5e01.0101。输入此命令以静态填充ARP表：

arp 10.100.1.99 0300.5e01.0101

由于传入数据包具有单播目标IP地址和组播目标MAC，因此思科设备会忽略此条目并单播泛洪每个集群绑定数据包。为避免此泛洪，请插入静态mac-address-table条目，以便在硬件中交换与集群绑定的数据包。

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

注意：将MAC地址静态映射到多个端口时，仅Cisco Catalyst 4500系列交换机上的软件支持该地址。此外，在Catalyst 4500系列交换机上使用此配置可能会导致CPU使用率过高。为避免此问题，您可以将NLB隔离到特定VLAN，仅添加静态ARP条目，并允许在该VLAN上泛洪。

注意：对于Cisco Catalyst 6000/6500系列交换机，必须添加disable-snooping参数，以仅将流量限制到指定端口。配置静态连接时，输入disable-snooping关键字以防止发送到静态配置的组播MAC地址的组播流量也发送到同一VLAN中的其他端口。（其他平台不需要此命令）。

IGMP模式

以下是有关在IGMP模式下使用NLB的一些说明：

在IGMP模式下使用NLB需要最少的手动配置。虚拟MAC地址属于互联网编号指派机构(IANA)范围，以0100.5exx.xxxx开头。由于MAC地址现在符合IANA规范，思科交换机可以使用IGMP监听动态编程MAC地址。这样，就无需手动将MAC地址编程到组播模式中所需的端口映射，以防止泛洪到VLAN。
一旦交换机收到来自集群中成员的成员的成员身份报告，IGMP监听会为您编程虚拟MAC地址。还必须使用协议独立组播(PIM)或IGMP查询器功能为NLB VLAN编程Mrouter端口。
由于虚拟IP地址使用组播MAC地址，因此无法在本地子网之外访问。要解决此问题，必须在每台设备上配置一个静态ARP条目，该条目在集群VLAN中具有第3层(L3)接口。以与组播模式相同的方式完成此操作。例如，如果虚拟IP地址为10.100.1.99，而组播MAC地址为0100.5e01.0101，请使用以下命令静态填充ARP表：

arp 10.100.1.99 0100.5e01.0101

IGMP模式警告

在IGMP模式下使用NLB时，请记住以下重要注意事项：

注意：如Cisco Bug ID CSCsw72680所跟踪，您不能在NLB VLAN交换机虚拟接口(SVI)上将PIM与某些版本的代码一起使用。查看解决此问题的代码版本的漏洞详细信息或使用IGMP监听查询器功能。

注意：按照Cisco Bug ID CSCsy62709跟踪的，对于在IGMP模式下路由到NLB服务器的所有流量，数据包都会重复。查看受影响代码版本的Bug详细信息。

注意：当交换机在PFC3B或PFC3C模式下运行时，由于Cisco nug ID CSCug49149 NLB流量跟踪的硬件限制，无法通过同一6708线卡上的分布式以太网通道发送流量。必须通过电缆连接端口通道，以便所有成员链路都位于同一转发引擎上。

网络图

配置

本节介绍如何为在组播或IGMP模式下运行的Cisco Catalyst 6500和4948系列平台配置NLB。

组播模式配置

本节介绍如何为以组播模式运行的Cisco Catalyst 6500和4948系列平台配置NLB:

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
!

以下是有关此配置的一些重要说明：

接口Vlan100 ip address值用于配置用户VLAN。
接口Vlan200 ip address值配置NLB集群VLAN。将Microsoft服务器的默认网关配置为此地址非常重要。
arp 10.100.1.88 0300.5e01.0101 ARPA包括VLAN中的所有L3接口，是NLB群集服务器的虚拟IP地址。
mac地址表静态0300.5e01.0101 vlan 200接口在交换机中为组播虚拟MAC地址创建一个到端口映射的静态MAC条目。

注意：确保在NLB集群上使用组播模式。Cisco 建议您不要使用以 01 开头的多播 MAC 地址，因为已经确认这些地址与 IGMP 设置冲突。

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

注意：mac address-table static 0300.5e01.0101 vlan 200接口在交换机中为组播虚拟MAC地址创建一个静态条目。切记必须添加在交换机之间传输NLB流量的所有中继接口。定义静态MAC地址后，泛洪就会受到限制。如果忘记包含接口，NLB集群将中断。

IGMP模式配置

本节介绍如何为在IGMP模式下运行的Cisco Catalyst 6500和4948系列平台配置NLB

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

以下是有关此配置的一些重要说明：

ip igmp snooping querier启用监听查询器功能。
ip igmp snooping querier address 10.200.1.1 为NLB VLAN配置监听查询器。
用户VLAN为接口Vlan100。
NLB群集VLAN为接口Vlan200。必须将Microsoft服务器的默认网关配置为此地址(ip地址10.200.1.1 255.255.255.0)。
ARP 10.100.1.99 0100.5e01.0101 ARPA是NLB群集服务器的虚拟IP地址。静态ARP必须位于VLAN中的所有L3接口上。

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

注意：无需配置静态条目，因为IGMP监听在此模式下动态执行此操作。此外，下游第2层(L2)交换机上无需为此模式进行特殊配置。

验证

使用本部分可确认配置能否正常运行。

注意：命令输出解释程序（仅限注册用户）(OIT) 支持某些 show 命令。使用 OIT 可查看对 show 命令输出的分析。

组播模式验证

输入show ip arp命令以查看ARP缓存：

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

输入 show mac address-table static 命令，以查看特定接口或VLAN上的MAC地址表静态和动态条目或MAC地址表静态和动态条目：

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

IGMP模式验证