Funkwerk Enterprise Communications [Redundantes Internet-Gateway mit BRRP und Load-Balancing]

Kategorie: Redundanz (BRRP)

Redundantes Internet-Gateway mit BRRP und Load-Balancing

Beispiel mit Bintec X2300i mit Bootimage 7.1.1.

1. Szenario

Ab Softwareversion 7.1.1 unterstützen Bintec Router das Redundanzprotokoll BRRP (Bintec Router Redundancy Protocol) und IP Load-Balancing. Hiermit wird ein Parallelbetrieb von zwei xDSL Leitungen über zwei Bintec Router möglich, wobei Routerausfälle mit BRRP und DSL-Leitungsstörungen mit Load-Balancing abgefangen werden.

Voraussetzungen:

2x X2300i mit Softwareversion 7.1.1 oder höher
2x ADSL-Internetzugang (z.B. Telekom T-DSL Business)
Flatrate für den BRRP_Router_2

Hinweise zum BRRP sind in den Release Notes 6.3.4 enthalten. IP-Load-Balancing wird in den Release Notes 7.1.1 beschrieben.

2. Festlegung der physikalischen und virtuellen IP-Adressen

BRRP verwendet virtuelle IP- und MAC-Adressen, um im Fehlerfall eines Gateways diese IP bzw. MAC-Adresse an das andere Gateway „abgeben“ zu können. Zunächst werden auf einem Ethernet-Interface die "physikalischen" MAC- und IP-Adressen festgelegt, dann zusätzlich virtuelle MAC- und IP-Adressen eingestellt. Die virtuellen Adressen werden für den tatsächlichen Datenverkehr als Gatewayadressen verwendet und müssen an internen Host- und Routersystemen eingetragen sein. Die physikalischen IP- und MAC-Adressen werden für die Administration der Router und für die BRRP-Advertisement-Pakete verwendet.

Hinweis:
Damit die BRRP-Advertisment-Pakete korrekt gesendet werden können, müssen die "physikalischen" und "virtuellen" IP-Adressen aus unterschiedlichen Subnetzen sein.

Beispiel:

                         BRRP_Router_1        BRRP_Router_2

Physikalisch             IP: 10.0.0.1          IP: 10.0.0.2

Virtuell                 IP: 192.168.1.1     IP: 192.168.1.1
                         MAC: 00005e000101    MAC: 00005e000101

3. Konfiguration der physikalischen und virtuellen IP- und MAC-Adressen

3.1 Konfiguration des Master Routers (BRRP_Router_1)

Adresse auf dem physikalischen LAN Interface:

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[LAN]: Configure LAN Interface                                    brrp_router_1
_______________________________________________________________________________

          IP-Configuration            Manual
               local IP-Number        10.0.0.1
               local Netmask          255.255.255.0
               Second Local IP-Number
               Second Local Netmask
               Encapsulation          Ethernet II
               Mode                   Auto
          MAC Address

          Bridging                    disabled
          Advanced Settings >
          Virtual Interfaces >

                    SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

Adressen auf dem virtuellen LAN Interface:

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[LAN][SLOT 1 UNIT 0 ETH][EDIT]: Configure Virtual LAN Interface # 1
_______________________________________________________________________________

          IP-Configuration            BRRP
               Local IP-Number        192.168.1.1
               Local Netmask          255.255.255.0

               Second Local IP-Number
               Second Local Netmask

          MAC Address                 00005e000101

          Advanced Settings >

                    SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

Die ersten fünf Bytes der MAC-Adresse sind bei BRRP mit "00005e0001" vorgegeben. Das sechste Byte muss hier auf 01 gesetzt werden und entspricht der "Virtual Router ID / VR-ID".

3.2 Konfiguration des Backup Routers (BRRP_Router_2)

Adresse auf dem physikalischen LAN Interface:

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[LAN]: Configure LAN Interface                                  brrp_router_2
_______________________________________________________________________________

          IP-Configuration            Manual
               local IP-Number        10.0.0.2
               local Netmask          255.255.255.0
               Second Local IP-Number
               Second Local Netmask
               Encapsulation          Ethernet II
               Mode                   Auto
          MAC Address

          Bridging                    disabled
          Advanced Settings >
          Virtual Interfaces >

                    SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

Adressen auf dem virtuellen LAN Interface:

4. Konfiguration des virtuellen Routers (Virtual Router)

Zur Kontrolle der virtuellen Interfaces dient ein so genannter "Virtual Router". Die Master-/Backup-Rolle wird hierbei durch Prioritäten festgelegt - die höchste ist 255, die niedrigste ist 1.

Aufteilung der Prioritäten im "Virtual Router":

BRRP_Router_1 BRRP_Router_2
Priorität 255 100

Die Konfiguration erfolgt im Setup-Tool im Menü "BRRP":

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[BRRP]: Redundancy Configuration                                  brrp_router_1
_______________________________________________________________________________

          Watchdog Daemon                         running

          Task Definition >

          Configuration >

          Monitoring >

               SAVE                               EXIT
_______________________________________________________________________________

In unserem Beispiel wird keine "Task Definition" benötigt.
Im Untermenü "Configuration" kann über ADD ein neuer virtueller Router angelegt werden.

4.1 Konfiguration des Master Routers (BRRP_Router_1)

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[BRRP][DAEMON][EDIT]: Configure Virtual Router                    brrp_router_1
_______________________________________________________________________________

          Virtual Router ID           1
          Virtual Router State        up
                                      master
          Priority                    255

          Interface                   en1-0-1
          Master IP-Address           192.168.1.1
          MAC-Address                 00005e000101

          Advertisement Interval      1
          Master Down Interval        3
          Pre-empt Mode               true
          Authentication Type         No Authentication

               SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

Durch die Auswahl der Virtual Router ID wird automatisch das richtige virtuelle Interface angezeigt, so dass im Normalfall nur die Priorität angepasst werden muss.

Hinweis:

Die Konfiguration eines virtuellen Routers ist nur möglich, wenn der "Virtual Router State" "down" ist.

4.2 Konfiguration des Backup Routers (BRRP_Router_2)

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[BRRP][DAEMON][EDIT]: Configure Virtual Router                    brrp_router_2
_______________________________________________________________________________

          Virtual Router ID           1
          Virtual Router State        up
                                      backup
          Priority                    100

          Interface                   en1-0-1
          Master IP-Address           192.168.1.1
          MAC-Address                 00005e000101

          Advertisement Interval      1
          Master Down Interval        3
          Pre-empt Mode               true
          Authentication Type         No Authentication

               SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

4.3 Statusprüfung von BRRP

Master Router (BRRP_Router_1):

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[BRRP][DAEMON]: Virtual Router List                               brrp_router_1
_______________________________________________________________________________

VrID Prio State       Interface     IP-Address       MAC-Address

     1   255 master      en1-0-1       192.168.1.1      00005e000101

     ADD                 DELETE              EXIT
_______________________________________________________________________________

Backup Router (BRRP_Router_2):

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[BRRP][DAEMON]: Virtual Router List                               brrp_router_2
_______________________________________________________________________________

VrID Prio State       Interface     IP-Address       MAC-Address

     1   100 backup      en1-0-1       192.168.1.1      00005e000101

     ADD                 DELETE              EXIT
_______________________________________________________________________________

5. Aktivierung Routing-Protokoll und Anpassung der Routen

In diesem Szenario soll der Datenverkehr dynamisch per IP-Load-Balancing auf die beiden DSL-Strecken verteilt werden. Das IP-Load-Balancing übernimmt im Normalbetrieb (beide Router sind online und beide DSL-Strecken sind verfügbar) der Master-Router (BRRP_Router_1). Damit dieser von der Existenz der zweiten DSL-Strecke an BRRP_Router_2 erfährt und auch den Status der zweiten DSL-Strecke berücksichtigen kann, muss zwischen den Routern ein Routing-Protokoll aktiviert werden. In diesem Beispiel wird RIP V2 verwendet.

Das Senden von RIP Paketen wird am physikalischen LAN Interface von BRRP_Router_2 aktiviert, das Empfangen am physikalischen LAN Interface von BRRP_Router_1. Desweiteren wird bei BRRP_Router_2 im DSL-WAN-Partner die Einstellung Route Announce auf „up only“ gestellt.

5.1 Aktivierung RIP-Empfang an BRRP_Router_1

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[LAN][ADVANCED]: Advanced Settings                                brrp_router_1
_______________________________________________________________________________

          RIP Send                   none
          RIP Receive                RIP V2

          IP Accounting              off
          Proxy Arp                  off
          Back Route Verify          off

                    SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

5.2 Aktivierung RIP-Versand an BRRP_Router_2

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[LAN][ADVANCED]: Advanced Settings                                brrp_router_2
_______________________________________________________________________________

          RIP Send                   RIP V2 multicast
          RIP Receive                none

          IP Accounting              off
          Proxy Arp                  off
          Back Route Verify          off

                    SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[WAN][EDIT][IP][ADVANCED]: Advanced Settings (DSL_2)              brrp_router_2 _______________________________________________________________________________

  RIP Send                          none
RIP Receive                       none

IP Accounting                     off
Back Route Verify                 off
Route Announce                    up only
Proxy Arp                         off

Van Jacobson Header Compression   off
Dynamic Name Server Negotiation   yes

                    OK                                 CANCEL
_______________________________________________________________________________

5.3 Anpassung Routing an BRRP_Router_1

Die Metric der Defaultroute des DSL-Interfaces von BRRP_Router_1 muss auf 2 gesetzt werden, weil die vom BRRP_Router_2 über RIP empfangene Route mit Metrik 2 importiert wird und für das Load-Balancing eine gleichwertige Metrik notwendig ist.

Die Konfiguration erfolgt im Setup Tool im Menü IP -> Routing.

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH [IP][ROUTING][EDIT]                                               brrp_router_1
_______________________________________________________________________________

Route Type                  Default route
Network                     WAN without transit network

Partner / Interface         DSL_1

Metric                      2

                    SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

5.4 Anpassung RIP Priorität bei BRRP_Router_1

Load-Balancing setzt Routen mit gleicher Metrik voraus. Allerdings haben statische Routen defaultmäßig Vorrang vor RIP Routen. Um die RIP-Route im BRRP_Router_1 gleichwertig zur statischen Route zu machen, muss die Wertigkeit von RIP geändert werden. Dies erfolgt in der „ipPriorityTable“.

brrp_router_1:> ipprioritytable

inx Proto(*ro)                           Value(rw)

00 direct                               0
01 static                               0
02 ospf                                 10
03 ospf_ext                             15
04 rip                                  20

brrp_router_1:ipPriorityTable> value:4=0
04: ipPriorityValue.3.4( rw):       0
brrp_router_1:ipPriorityTable> ipprioritytable

inx Proto(*ro)                           Value(rw)

00 direct                               0
01 static                               0
02 ospf                                 10
03 ospf_ext                             15
04 rip                                  0

brrp_router_1:ipPriorityTable>

5.5 Anpassung Routing an BRRP_Router_2

Da im Normalbetrieb das virtuelle LAN Interface von BRRP_Router_2 (Backup Modus) deaktiviert ist, muss eine zusätzliche Netzwerkroute ins LAN über den BRRP_Router_1 eingetragen werden. Dies erfolgt im Setup Tool im Menü IP -> Routing.

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[IP][ROUTING][EDIT]                                               brrp_router_2
_______________________________________________________________________________

Route Type                  Network route
Network                     LAN

Destination IP-Address      192.168.1.0
Netmask                     255.255.255.0

Gateway IP-Address          10.0.0.1
Metric                      2           // höher als bei normaler LAN-Route

                    SAVE                               CANCEL
_______________________________________________________________________________

6. Daueraktivierung der DSL Verbindung von BRRP_Router_2

Der BRRP_Router_2 sendet die Default Route seines DSL Interfaces nur dann per RIP, wenn dieses Interface „up“ ist. Damit das DSL-Interface von BRRP_Router_2 automatisch auf „up“ geht, muss der Shorthold dieses Interfaces auf „-1“ gesetzt werden.

BINTEC-X2300 Setup Tool                             BinTec Access Networks GmbH
[WAN][EDIT][ADVANCED]: Advanced Settings (DSL_2)                  brrp_router_2
_______________________________________________________________________________

Callback                              no
Static Short Hold (sec)               -1
Idle for Dynamic Short Hold (%)       0
Delay after Connection Failure (sec) 300
Layer 1 Protocol                      PPP over Ethernet (PPPoE)

Channel-Bundling                      no

Extended Interface Settings (optional) >

Special Interface Types               none

                    OK                                 CANCEL
_______________________________________________________________________________

Es sollte sichergestellt sein, dass der DSL-Tarif für BRRP_Router_2 zeitunabhängig ist (Flatrate). Für BRRP_Router_1 ist eine DSL-Flatrate nicht erforderlich.

7. Kontrolle der Routing-Tabellen

7.1 BRRP_Router_1

brrp_router_1:> netstat -r
Typ Destination      Netmask          Gateway          Metric Interface Proto
LOC 10.0.0.0         255.255.255.0    10.0.0.1         0       en1-0      local
DEF default                           0.0.0.0          2       DSL_1      local
LOC 192.168.1.0      255.255.255.0    192.168.1.1      0       en1-0-1    local
LOC 217.5.98.1       255.255.255.255 80.132.83.90     0       DSL_1      other
DEF default                           10.0.0.2         2       en1-0      rip
HOS 62.104.219.38    255.255.255.255 10.0.0.2         1       en1-0      rip
brrp_router_1:>

Die markierten Routen sind Voraussetzung für das IP-Load-Balancing.

7.2 BRRP_Router_2

brrp_router_2:> netstat -r
Typ Destination      Netmask          Gateway          Metric Interface Proto
LOC 10.0.0.0         255.255.255.0    10.0.0.2         0       en1-0      local
DEF default                           0.0.0.0          1       DSL_2      local
LOC 192.168.1.0      255.255.255.0    192.168.1.1      0       en1-0-1    local
NET 192.168.1.0      255.255.255.0    10.0.0.1         2       en1-0      local
LOC 62.104.219.38    255.255.255.255 213.6.255.135    0       DSL_2      other
brrp_router_2:>

8. IP-Load-Balancing

8.1 Konfiguration

Die Konfiguration für das Load-Balancing erfolgt ausschließlich im BRRP_Router_1, im Setup Tool im Menü IP -> Bandwidth Management (Load Balancing / BOD) -> IP Load Balancing over Multiple Interfaces

X2300 Setup Tool                                    BinTec Access Networks GmbH
[IP][IP LOAD BALANCING][EDIT]                                     brrp_router_1
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     Description           DSL-1 + DSL-2
     Interface Group ID    0

     Distribution Policy   session round-robin
     Distribution Mode     always (use operational up and dormant interfaces)
     Distribution Ratio    equal for all interfaces of the group

     Interface 1                             DSL_1
     Distribution Fraction (in percent)      50

     Interface 2                             en1-0
     Distribution Fraction (in percent)      50

     Interface 3                             none

                    SAVE                               CANCEL
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Zur Steuerung der Lastverteilung stehen verschiedene „Distribution Policies“ zur Verfügung. Ausführliche Informationen dazu finden Sie in den Release Notes 7.1.1.

8.2 Monitoring

Statistische Werte zum IP-Load-Balancing zeigt die „ipLoadBIfTable“ auf der SNMP Shell:

brrp_router_1:> ipLoadBIfTable

inx Index(*rw)               GroupId(rw)              Ratio(rw)
    Mode(-rw)                ActAssignedSessions(ro) TotAssignedSessions(ro)
    ActLoad(ro)              ActDownLoad(ro)          ActUpLoad(ro)

00 10001                    0                        50
    enabled                  126                      126
    0                        0                        0

01 1000                     0                        50
    enabled                  125                      125
    0                        0                        0

brrp_router_1:ipLoadBIfTable>

ab/rh