VPC实验案例

1、vPC概述

如下图所示，在传统网络中，出于冗余考虑，汇聚层往往由2台设备构成，一台接入层交换机使用2根上联链路，分别连接汇聚层2台设备。

这种拓扑所带来的问题是：受制于STP，对于同一个VLAN的流量，接入交换机上联冗余链路，无论是上行还是下行流量，都只有其中1条能被利用。

为了解决这个问题，在DC交换网络中引入了一种名为Virtual Port Channel的技术：

传统的EtherChannel技术无法让channel的一端分布到不同的设备上，如上图中所示，汇聚层2台交换机间可以建立EtherChannel，但是接入层交换机无法汇聚层2台交换机建立channel。而vPC技术正是打破了这个限制，让2台汇聚层交换机对于接入层交换机而言，就好比是1台设备一样，使得接入交换机能与2台汇聚交换机间建立channel。

如下图所示，vPC在不改变物理拓扑的情况下，使得接入交换机能够与2台汇聚交换机建立channel。

其逻辑拓扑如下：

通过在汇聚交换机上配置vPC，使得在接入交换机看来上联的设备只有1台，因而，接入交换机实际上只需要是1台支持EtherChannel的设备即可，甚至也可以是1台服务器。

由此，带来了以下的好处：

冗余拓扑：依然冗余的拓扑保证无单故障点。

无STP阻塞端口：虽然拓扑冗余，但是采用vPC技术后，不会有端口被STP阻塞。

链路充分利用：由于所有端口都处于转发状态，在加之优化的hash算法，使得在vPC网络中，接入设备上联链路能够被充分地利用。

2、vPC的实现

vPC的组成如下图：

vPC：

由vPC peers与下游设备所构建起来的channel。

vPC peer device：

运行vPC的相邻设备。

vPC domain：

由2台vPC peer device所构成的区域。

domain以数字的形式进行表示，相同domain中的vPC peer device必须隶属于同一domain id；不同的domain，其ID必须不一致。

vPC只支持2台设备。构成domain。

vPC member port：

构成vPC channel的位于vPC peer devices上的端口。

vPC peer-link：

用于同步vPC状态信息。

必须先建立peer-keepalive link才能建立peer-link。

peer-link必须是EtherChannel，即便只有1个端口。

peer-link模式必须为trunk。

vPC peer-keepalive link：

用于监控peer device的liveness。

可以使用management端口、SVI、routed-mode端口——L3接口。

peer-keepalive link中间可以跨越多台L3设备，路由可达即可。

vPC的应用环境可以分为single-sided vPC和double-sided vPC 2种。

Single-sided vPC如图：

vPC peer devices直接与接入交换机或配置EtherChannel的网络终端设备相连。只有汇聚交换机间需要配置vPC。

Double-sided vPC如图：

此时从接入设备-终端设备，汇聚设备-接入设备之间都配置了vPC，逻辑上来看，相当于接入层和汇聚层之间采用4条链路建立了EtherChannel。

注意：由于本文档侧重于介绍以Nexus 3048作为接入交换机的组网方式，其它常见的如Nexus5000+Nexus 2000 Fabric Extenders案例不在此进行讲解。

3、Single-Sided vPC

简介：

在Single-Sided vPC网络中，N3K对下联交换机或服务器通过vPC虚拟化为1台设备。而在N3K的上联方向，N3K并不向上做vPC，这使得在其上游设备（如上联设备为N6K）看来，此设备下联了2台N3K。

如下图，N6K向下做了vPC使得在N3K看来，其上联到1台设备上；N3K向上只是做了普通EtherChannel，使得在N6K看来，它下联到两台N3K上；N3K向下做了vPC，使得在服务器看来，服务器上联到1台设备上。

以N6K为参考视角，其逻辑拓扑如图两台N3K在N6K看来，是一一可见的。

分析：

这种部署方式，使得在N6K与两台N3K之间构成环路，如图：

由于STP的关系，将有1个端口被阻塞。通常情况下，N3K间的互联端口其中之一会被阻塞。

对于从服务器方向上来的流量，由于N3K向下做了vPC，宏观上看，N3K-1与N3K-2收到的流量是均衡的。又因为N3K间互联端口被STP阻塞，这些流量向上转发时，在各自的N3K链路上以负载均衡的方式直接发送到N6K上，4条上行链路能够被充分利用。

对于从N6K方向下来的流量，有2条逻辑链路能将流量发送给下行设备。由于同一个MAC地址只能在交换机上对应1个端口。因此，对于N3K下联的1台设备而言，在上游N6K与N3K间实际只有2条链路能被利用。即便N3K下联的服务器增多，4条链路依然可能不会被很好地平均利用。这主要取决于服务器端ARP响应包发送的路径，以及N3K与N6K间互联链路ARP响应包达到的先后顺序。

此外，由于网络中引入了STP，其复杂性相应提高。特别需要注意的是，务必从配置上确保N6K作为STP网络的主根桥。

配置：

①N6K配置

a.开启相关feature

N6K-1(config)#feature lacp //用于channel协商，建议使用LACP

N6K-1(config)#feature vpc //开启vPC特性

N6K-2配置相同

b.配置peer-keepalive link

N6K-1(config)#inter mgmt0

mgmt0是一个三层接口，peer-keepalive link一般建议使用mgmt0，使用routed mode、SVI理论上也是可行的，不过有一说说其它类型接口做peer-keepalive link时，link fails再recovery时，会有问题，还待考证。

N6K-1(config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.252

这个IP地址如果不宣告进现网中，是可以随便选用的，保证keepalive link三层互通即可。

N6K-1(config-if)#no shutdown

N6K-1(config)#vpc domain 1

vpc domain在对端N6K上必须一致，N6K与N3K上必须不同

N6K-1(config-vpc)#peer-keepalive destination 1.1.1.2 source 1.1.1.1 vrf management //VRF注意与对应keepalive接口所属VRF保持一致

N6K-2上类似配置

N6K#show vpc peer-keepalive //查看peer-keepalive link状态

c.配置peer-link

N6K-1(config)#intere1/45

N6K-1(config-if)#switchport mode trunk //peer-link要求一定是trunk

N6K-1(config-if)#switchport trunk allowed vlan all //不一定要all

N6K-1(config-if)#channel-group 100 mode active

E1/46同样的配置

N6K-1(config)#inter port-channel 100

N6K-1(config-if)#description vPC peer-link

N6K-1(config-if)#switchport mode trunk