簡介一份面向畢業(yè)設(shè)計場景的H3C綜合網(wǎng)絡(luò)實驗資料通過多種路由交換協(xié)議組網(wǎng)模擬中大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)流程適合網(wǎng)絡(luò)工程、計算機(jī)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生完成綜合性實驗或畢設(shè)方案。內(nèi)容圍繞核心層、匯聚層、接入層展開覆蓋M-LAG、VRRP高冗余架構(gòu)以及AC集中管理AP、SR-MPLSTEPolicy等進(jìn)階主題。資料包共44個文件以32份cfg設(shè)備配置為主另含HCL工程文件、備份壓縮包、README說明與拓?fù)鋱D整體約35.99MB可直接導(dǎo)入HCL模擬器查看也支持分批次啟動設(shè)備調(diào)試。目前已有565人學(xué)習(xí)下載。借助多設(shè)備配置、拓?fù)鋱D與說明文檔可系統(tǒng)理解分層組網(wǎng)與高可用性設(shè)計也可作為大型網(wǎng)絡(luò)實驗排錯和畢業(yè)設(shè)計撰寫的參考。1. 畢業(yè)設(shè)計開題為什么綜合網(wǎng)絡(luò)實驗最怕“配通了但說不清”很多同學(xué)拿到“H3C綜合網(wǎng)絡(luò)實驗”這個畢業(yè)設(shè)計題目時第一反應(yīng)是打開HCL模擬器把設(shè)備連起來照著網(wǎng)上教程敲OSPF、敲BGP最后看到路由表里全是路由條目就以為大功告成。但真正的答辯現(xiàn)場導(dǎo)師最常問的一句話是“這條流量為什么走這條路你策略配置的依據(jù)是什么”一旦答不上來整個實驗就從“優(yōu)秀設(shè)計”變成“配置搬運”。這套方案要解決的核心問題就是把“配通”升級為“設(shè)計”——從拓?fù)浞謱印⒌刂芬?guī)劃、路由協(xié)議選型再到SR-MPLS TE Policy的流量調(diào)度每一步都能講出意圖、能驗證、能演示故障切換。適合正在選畢業(yè)設(shè)計題目的學(xué)生也適合已經(jīng)用HCL把設(shè)備點亮但卡在“怎么把實驗寫成設(shè)計”的開發(fā)者。2. 總體架構(gòu)設(shè)計三層拓?fù)渑c互聯(lián)細(xì)節(jié)的職責(zé)劃分2.1 拓?fù)浞謱雍诵膶?、匯聚層、接入層各干什么綜合網(wǎng)絡(luò)實驗最容易犯的第一個設(shè)計錯誤是所有路由器堆在一個平面里沒有層次。這套方案把整網(wǎng)劃分成三個平面核心層由兩臺P設(shè)備R1、R2組成負(fù)責(zé)SR-MPLS骨干轉(zhuǎn)發(fā)不在核心設(shè)備上掛任何終端業(yè)務(wù)匯聚層由R3、R4兩臺PE設(shè)備組成既是SR-MPLS的邊緣節(jié)點也是業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)和BGP路由反射的匯聚點接入層由SW1、SW2和R5、R6組成SW承載終端VLANR5、R6模擬兩個分支機(jī)構(gòu)的CE設(shè)備把業(yè)務(wù)路由引入骨干。這個三層結(jié)構(gòu)最直接的好處是故障域隔離。接入層掛掉只影響該分支匯聚層設(shè)備支持冗余切換核心層只關(guān)心高速轉(zhuǎn)發(fā)。拓?fù)浠ヂ?lián)采用“口字形”雙鏈路設(shè)計R1與R2之間一條鏈路構(gòu)成核心內(nèi)互聯(lián)R3同時上聯(lián)R1和R2R4也同時上聯(lián)R1和R2另外R3與R4之間再拉一條直連鏈路作為備份通道。這樣一來任意一條上聯(lián)鏈路斷開業(yè)務(wù)流量都能通過另一條路徑到達(dá)目的地SR-MPLS TE Policy才有發(fā)揮空間。2.2 設(shè)備角色與接口互聯(lián)清單設(shè)備角色規(guī)劃上R1、R2的Loopback0地址分別規(guī)劃為10.255.0.1和10.255.0.2作為SR的LSR ID和OSPF的Router IDR3、R4的Loopback0規(guī)劃為10.255.0.3和10.255.0.4。所有設(shè)備互聯(lián)接口統(tǒng)一使用10.1.x.x網(wǎng)段按“設(shè)備A-設(shè)備B”的順序編碼接口地址規(guī)劃如表所示?；ヂ?lián)鏈路接口網(wǎng)段R1側(cè)地址R2/R3/R4側(cè)地址R1—R210.1.12.0/3010.1.12.110.1.12.2R1—R310.1.13.0/3010.1.13.110.1.13.2R1—R410.1.14.0/3010.1.14.110.1.14.2R2—R310.1.23.0/3010.1.23.110.1.23.2R2—R410.1.24.0/3010.1.24.110.1.24.2R3—R410.1.34.0/3010.1.34.110.1.34.2終端側(cè)用兩個VLAN模擬實際業(yè)務(wù)VLAN 10劃分給辦公網(wǎng)段192.168.10.0/24掛在SW1下網(wǎng)關(guān)終結(jié)在R3的接口上VLAN 20劃分給生產(chǎn)網(wǎng)段192.168.20.0/24掛在SW2下網(wǎng)關(guān)終結(jié)在R4的接口上。R5、R6作為CE設(shè)備分別接入R3、R4的另一個三層接口通過BGP把分支路由通告進(jìn)骨干。OSPF進(jìn)程只跑在核心和匯聚層設(shè)備上接入交換機(jī)全部做二層保持配置面干凈。2.3 地址規(guī)劃與協(xié)議設(shè)計的基本約束地址規(guī)劃是綜合實驗里最容易被忽略的“隱性評分點”。好的規(guī)劃要讓評委從IP地址一眼看出設(shè)備角色和網(wǎng)絡(luò)位置。Loopback地址統(tǒng)一用10.255.0.x段互聯(lián)地址用/30掩碼業(yè)務(wù)地址用獨立的192.168.x.x段三套地址互不重疊。這樣在答辯演示時執(zhí)行display ip routing-table路由條目的下一跳和出接口能直接和拓?fù)鋱D對上不需要現(xiàn)場翻筆記解釋。OSPF進(jìn)程規(guī)劃上整網(wǎng)規(guī)劃為單個OSPF進(jìn)程、所有設(shè)備都在骨干區(qū)域0中理由是這個實驗的規(guī)模只有6臺路由設(shè)備沒必要為了“看起來復(fù)雜”硬拆多個區(qū)域。真正的設(shè)計深度體現(xiàn)在SR-MPLS和BGP策略上而不是堆區(qū)域數(shù)量。每個互聯(lián)接口使能OSPF時注意關(guān)閉接口的OSPF優(yōu)先級干擾保持網(wǎng)絡(luò)類型為默認(rèn)的廣播型或點對點型避免DR選舉造成不必要的等待時間。所有Loopback接口使用network命令宣告進(jìn)OSPF保證SR標(biāo)簽分配有穩(wěn)定的可達(dá)性基礎(chǔ)。3. 路由協(xié)議設(shè)計OSPF與BGP的協(xié)同及路由控制策略3.1 OSPF配置先保證IGP層面全互通SR-MPLS TE Policy依賴底層IGP計算可達(dá)路徑所以O(shè)SPF配置是整個實驗的地基。核心配置思路是每臺設(shè)備開啟OSPF進(jìn)程1Router ID手工指定為各自的Loopback0地址所有互聯(lián)接口和Loopback0接口加入?yún)^(qū)域0。以下是R1的基礎(chǔ)配置其他設(shè)備按同樣模板替換IP即可。# 全局配置 Loopback 和互聯(lián)接口 interface LoopBack0 ip address 10.255.0.1 255.255.255.255 # interface GigabitEthernet0/0/0 ip address 10.1.12.1 255.255.255.252 ospf network-type p2p # # OSPF 進(jìn)程配置 ospf 1 router-id 10.255.0.1 area 0.0.0.0 network 10.1.12.0 0.0.0.3 network 10.1.13.0 0.0.0.3 network 10.1.14.0 0.0.0.3 network 10.255.0.1 0.0.0.0兩個設(shè)計細(xì)節(jié)值得說明一是互聯(lián)接口配置成ospf network-type p2p在HCL模擬環(huán)境中能避免以太網(wǎng)接口默認(rèn)走廣播型網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的DR/BDR選舉鄰居建立速度更快排錯時看display ospf peer也直觀二是Loopback接口宣告用精確掩碼0.0.0.0保證每臺設(shè)備的LSR ID在路由表中以32位主機(jī)路由出現(xiàn)這是后續(xù)SR-MPLS標(biāo)簽正常分配的前提。配置完檢查每一臺設(shè)備的OSPF鄰居狀態(tài)全部是Full則表示IGP層面已經(jīng)收斂。3.2 BGP配置把分支路由通告進(jìn)SR骨干OSPF解決的是核心和匯聚設(shè)備之間的路由互通而R5、R6模擬的分支機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)路由需要通過BGP引入骨干網(wǎng)。這里有兩個可選方案一種是把R5、R6的直連業(yè)務(wù)段直接宣告進(jìn)OSPF由IGP承載另一種是R5、R6與R3、R4建立EBGP鄰居業(yè)務(wù)路由通過BGP傳遞。后者更貼合真實網(wǎng)絡(luò)的“IGP與BGP分離”原則也方便在畢業(yè)設(shè)計中展示路由策略所以采用EBGP方案。在R3上配置與R5的EBGP鄰居同時把VLAN 10的直連網(wǎng)段通過network命令通告進(jìn)BGPR4同樣與R6建EBGP鄰居并通告VLAN 20網(wǎng)段。BGP配置示例如下。# R3 上的 BGP 配置 bgp 65001 router-id 10.255.0.3 peer 10.1.35.2 as-number 65005 # ipv4-family unicast peer 10.1.35.2 enable network 192.168.10.0 255.255.255.0這里自治域號按設(shè)備角色劃分核心域設(shè)備R1至R4使用65001R5使用65005R6使用65006。這樣在展示BGP路由表時從AS號就能看出路由來自哪個分支。R3把192.168.10.0/24通告給BGP后R1、R2、R4等設(shè)備通過IBGP學(xué)習(xí)到該路由。實際配置時注意IBGP鄰居建議在R3和R4之間直接建立而不是通過全互聯(lián)設(shè)備少的情況下全互聯(lián)也可以但直連IBGP鄰居能少配兩對會話。3.3 路由控制優(yōu)先級調(diào)整與策略路由的邊界BR設(shè)備之間傳遞路由時容易出現(xiàn)的現(xiàn)象是同一目的地從OSPF和BGP兩個來源都能學(xué)到默認(rèn)情況下OSPF內(nèi)部優(yōu)先級高于BGP外部路由這會導(dǎo)致流量走IGP路徑而不是BGP通告的路徑。在SR-MPLS實驗里我們希望業(yè)務(wù)流量嚴(yán)格按照TE Policy指定的隧道轉(zhuǎn)發(fā)所以需要控制BGP路由的優(yōu)選。通常的做法是配置路由策略為來自BGP的特定路由設(shè)置更高的優(yōu)先級或者在TE Policy的引流入方式上做文章——把業(yè)務(wù)流量通過靜態(tài)路由直接指向TE Policy隧道接口讓隧道顯式?jīng)Q定轉(zhuǎn)發(fā)路徑而不是依賴IGP最短路徑。我一般會在R3和R4上配置一條靜態(tài)路由目的地址是對端業(yè)務(wù)網(wǎng)段下一跳指向TE Policy隧道同時把該靜態(tài)路由的優(yōu)先級調(diào)高確保它覆蓋OSPF計算出的路徑。這個方案在答辯時可以清楚地講出意圖IGP負(fù)責(zé)底層SR標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)BGP負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)路由傳遞TE Policy負(fù)責(zé)流量調(diào)度三者各司其職。4. SR-MPLS TE Policy設(shè)計流量調(diào)度與鏈路故障切換4.1 SR基礎(chǔ)配置OSPF進(jìn)程內(nèi)使能Segment RoutingSR-MPLS的核心思路是把路徑信息編碼在標(biāo)簽棧里由源節(jié)點壓入標(biāo)簽棧中間節(jié)點按標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)。第一步是全局使能SR并指定LSR ID然后在OSPF進(jìn)程中開啟SR擴(kuò)展。H3C設(shè)備上的基礎(chǔ)配置如下。# 全局使能 Segment Routing segment-routing mpls lsr-id 10.255.0.1 # # 在 OSPF 進(jìn)程內(nèi)關(guān)聯(lián) SR ospf 1 router-id 10.255.0.1 segment-routing mpls enable每臺設(shè)備都需要在segment-routing mpls視圖下配置lsr-id值等于自己的Loopback0地址。OSPF進(jìn)程內(nèi)執(zhí)行segment-routing mpls enable后路由器會為Loopback0的32位主機(jī)路由分配Prefix Label同時通過OSPF的SR擴(kuò)展在域內(nèi)泛洪標(biāo)簽信息。檢查是否生效執(zhí)行display segment-routing mpls查看本地的標(biāo)簽分配表執(zhí)行display ospf sr-mpls查看OSPF鄰居的SR能力協(xié)商結(jié)果。有沒有“配了SR但路由器不分配標(biāo)簽”的情況有最常見的原因是OSPF進(jìn)程內(nèi)漏配了segment-routing mpls enable或者Loopback0地址沒有被精確宣告為32位路由。如果發(fā)現(xiàn)某臺設(shè)備沒有為對端Loopback分配標(biāo)簽先排查這兩點比重啟設(shè)備高效得多。4.2 TE Policy核心配置顯式路徑與ColorPreference選路TE Policy是SR-MPLS里負(fù)責(zé)“流量走哪條路”的機(jī)制。這個實驗設(shè)計了兩個TE Policy對應(yīng)兩條不同的轉(zhuǎn)發(fā)路徑Policy A從R3到R4顯式路徑規(guī)劃為R3—R1—R2—R4模擬高帶寬主路徑Policy B從R3到R4顯式路徑規(guī)劃為R3—R4直連模擬低時延備份路徑。TE Policy通過Color值區(qū)分業(yè)務(wù)屬性通過Preference決定主備關(guān)系配置如下。# R3 上配置 TE Policy 主路徑 segment-routing mpls te policy policy_a color 100 candidate-path preference 100 explicit-path name to_r4_via_core # # 定義顯式路徑: 經(jīng)過 R1 和 R2 segment-routing mpls explicit-path to_r4_via_core nexthop 10.1.13.2 nexthop 10.1.12.2 nexthop 10.1.24.2顯式路徑中每一跳nexthop的地址是關(guān)鍵。第一個nexthop必須是R3直連R1的接口地址10.1.13.2第二個nexthop是R1上連接R2的接口地址10.1.12.2第三個nexthop是R2上連接R4的接口地址10.1.24.2。配置順序必須嚴(yán)格按照物理鏈路順序排列否則刷新TE Policy時會報路徑不可達(dá)。Color 100用于標(biāo)識該策略承載的業(yè)務(wù)類別Preference 100表示主路徑備份路徑的Preference設(shè)置為50控制器或源節(jié)點在比較候選路徑時優(yōu)先選擇Preference值更大的路徑。4.3 業(yè)務(wù)引流與故障切換的驗證閉環(huán)TE Policy建好之后如果不做引流流量依然走普通IP轉(zhuǎn)發(fā)。H3C設(shè)備上常用兩種引流方式一種是auto-route自動引流在TE Policy視圖下配置auto-route advertise讓OSPF把TE Policy當(dāng)作出接口自動發(fā)布到路由表另一種是靜態(tài)路由指定隧道適合精確控制特定業(yè)務(wù)網(wǎng)段。這個實驗的業(yè)務(wù)網(wǎng)段只有兩個用靜態(tài)路由指向TE Policy更可控也方便答辯演示。# R3 上配置靜態(tài)路由將辦公業(yè)務(wù)引入 TE Policy ip route-static 192.168.20.0 255.255.255.0 tunnel TEpolicy1 preference 5下一跳指向te policy名稱對應(yīng)的隧道接口preference設(shè)置為5比OSPF默認(rèn)的10更低確保業(yè)務(wù)流量必定進(jìn)入TE Policy隧道。配置完成后執(zhí)行display segment-routing mpls te policy查看Policy狀態(tài)看到up且Ingress和Egress節(jié)點正確再執(zhí)行display mpls lsp查看標(biāo)簽棧信息應(yīng)該能看到三層標(biāo)簽外層為SR Prefix標(biāo)簽中間層為顯式路徑各節(jié)點的Prefix標(biāo)簽內(nèi)層為業(yè)務(wù)標(biāo)簽。故障切換演示是整個實驗的加分項。在R3上把連接R1的接口shutdown主路徑失效TE Policy會在毫秒級切換到Preference較低但路徑可達(dá)的備份策略上業(yè)務(wù)流量轉(zhuǎn)向R3—R4直連鏈路繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。執(zhí)行display segment-routing mpls te policy時能看到Active Path從主路徑變?yōu)閭浞萋窂綘顟B(tài)依然為up此時ping業(yè)務(wù)地址不丟包或僅丟1至2個包。5. 常見問題與排查HCL環(huán)境里最容易翻車的5個點5.1 設(shè)備啟動失敗與配置丟失現(xiàn)象HCL中啟動超過6臺設(shè)備部分路由器啟動時間極長出現(xiàn)“啟動失敗”或控制臺無法登錄的提示重啟后之前敲的配置全部丟失。原因是HCL作為模擬環(huán)境對宿主機(jī)內(nèi)存和CPU占用較高批量啟動時資源競爭導(dǎo)致進(jìn)程異常退出。解決方法是分批次啟動設(shè)備先啟動核心層的R1、R2等待兩臺設(shè)備完全啟動后再啟動匯聚層最后啟動接入層每完成一臺設(shè)備的配置立即執(zhí)行save并把配置文件通過HCL的“導(dǎo)出配置”功能備份到宿主機(jī)目錄。這個習(xí)慣能避免“配置了兩個小時一次重啟全沒了”的悲劇。5.2 OSPF鄰居建立不起來現(xiàn)象display ospf peer顯示鄰居狀態(tài)卡在Init或ExStart反復(fù)震蕩甚至看不到鄰居。原因多半是接口地址不在同一個網(wǎng)段或者區(qū)域號配置不一致。HCL環(huán)境里還容易遇到的問題是兩個互聯(lián)接口的MTU不一致導(dǎo)致OSPF數(shù)據(jù)庫描述包交互失敗。解決方法是先ping對端接口地址確認(rèn)二層可達(dá)然后檢查兩端的network命令是否精確匹配接口地址再看兩端接口的mtu是否一致最后確認(rèn)area號完全相同。按順序排查基本能定位不用盲目重啟OSPF進(jìn)程。5.3 SR-MPLS標(biāo)簽不分配現(xiàn)象segment-routing mpls已經(jīng)使能但display segment-routing mpls中看不到其他設(shè)備Loopback的標(biāo)簽條目或者標(biāo)簽值為空。最常見的原因是OSPF進(jìn)程下沒有執(zhí)行segment-routing mpls enableSR的使能必須同時完成全局視圖和OSPF進(jìn)程兩個層面。另一個隱蔽原因是Loopback地址在OSPF中被宣告成了非32位掩碼比如用network 10.255.0.1 0.0.0.255宣告導(dǎo)致OSPF把Loopback當(dāng)成非主機(jī)路由處理SR無法分配Prefix標(biāo)簽。解決方法是把Loopback的宣告掩碼改為0.0.0.0精確匹配然后逐臺執(zhí)行display ospf sr-mpls router查看SR能力協(xié)商狀態(tài)。5.4 BGP路由學(xué)到了但業(yè)務(wù)不通現(xiàn)象display bgp routing-table能看到對端業(yè)務(wù)路由但ping不通。原因通常是業(yè)務(wù)流量回來時走到了另一條路徑而那一側(cè)沒有配置相應(yīng)的TE Policy引流。比如R3把辦公網(wǎng)段192.168.10.0通過TE Policy發(fā)往R4但R4到192.168.10.0的回程流量走了普通IP轉(zhuǎn)發(fā)繞過隧道導(dǎo)致來回路徑不一致部分報文被丟棄。解決方法是檢查R4上是否有指向192.168.10.0的靜態(tài)路由或TE Policy確保雙向流量都被引流。這個對稱引流的設(shè)計點在答辯時講出來反而是加分項說明你理解了隧道流量的方向性問題。5.5 TE Policy狀態(tài)為Down或路徑不可達(dá)現(xiàn)象TE Policy配置完成后狀態(tài)一直是Downdisplay segment-routing mpls te policy顯示Candidate Path的State為Not Usable。原因通常是顯式路徑中定義的nexthop地址不是直連地址或者nexthop順序反了。顯式路徑的每一跳必須是設(shè)備上的真實直連接口地址不能填寫對端設(shè)備的Loopback地址因為TE Policy路徑計算依賴IGP路由非直連地址無法在本地路由表中找到對應(yīng)出接口。解決方法是暫時把顯式路徑切換為動態(tài)路徑配置先讓Policy Up起來再逐步替換為靜態(tài)顯式路徑這樣可以快速判斷是配置問題還是路徑計算問題。6. 驗收與答辯三層驗收清單與演示技巧驗收這個實驗不能只看“ping通”要從三個維度做記錄。功能驗收業(yè)務(wù)網(wǎng)段雙向互通、鏈路故障切換不中斷、恢復(fù)后自動回切協(xié)議驗收OSPF鄰居全Full、BGP會話全Established、SR-MPLS前綴標(biāo)簽分配完整文檔驗收拓?fù)鋱D、地址規(guī)劃表、配置文件備份、測試記錄表四件套齊全。我一般會把測試記錄做成下面的表格每行寫一條測試項、執(zhí)行命令、期望結(jié)果、實際結(jié)果附上時間戳。測試項執(zhí)行命令期望結(jié)果實際結(jié)果IGP收斂display ospf peer所有鄰居Full全部FullBGP會話display bgp peerEstablished符合TE Policy狀態(tài)display segment-routing mpls te policyActive Path為主路徑符合故障切換shutdown R3—R1接口備份路徑接管丟包≤2符合業(yè)務(wù)互通ping 192.168.20.1 source 192.168.10.1連續(xù)通符合答辯演示有個順序上的技巧先演示業(yè)務(wù)互通再演示故障切換。很多同學(xué)上去就拔線結(jié)果主路徑本就不通切換效果自然無從談起。正確的順序是先用ping和display命令展示業(yè)務(wù)正常然后當(dāng)著評委的面shutdown一個接口再執(zhí)行ping讓評委親眼看到丟包或毫秒級恢復(fù)最后用display segment-routing mpls te policy展示Active Path已切換。這個“先證明正常、再制造故障、最后證明恢復(fù)”的三步演示比任何口頭解釋都有說服力。至于“為什么這么設(shè)計”這類追問準(zhǔn)備好三個答案為什么用SR-MPLS不用傳統(tǒng)LDP關(guān)鍵在于SR無需為每條路徑維護(hù)LSP狀態(tài)標(biāo)簽由IGP自動分發(fā)TE Policy只定義路徑不維護(hù)逐跳狀態(tài)為什么兩臺核心設(shè)備不跑VRRP因為SR-MPLS層面的鏈路冗余由TE Policy主備路徑實現(xiàn)VRRP是網(wǎng)關(guān)層面的冗余機(jī)制解決的不是同一個問題為什么業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)放在匯聚層而不是核心層因為核心層只承載轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)放在匯聚層可以隔離故障域。這三個問題答好整個畢業(yè)設(shè)計的邏輯就閉環(huán)了。演示前最后一遍檢查的清單我自己的習(xí)慣是固定的從頭到尾執(zhí)行一次display ospf peer、display bgp peer、display segment-routing mpls te policy三次輸出確認(rèn)無誤后再開始正式錄制或展示。這個習(xí)慣幫我避免過太多次“現(xiàn)場才發(fā)現(xiàn)某臺設(shè)備配置沒保存”的尷尬。希望這些經(jīng)驗?zāi)軒湍阍诖疝q時少走彎路。本文還有配套的精品資源點擊獲取