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11-二層技術-以太網交換配置指導

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02-二層轉發配置

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02-二層轉發配置


1 普通二層轉發

1.1  普通二層轉發簡介

如果設備接收到的報文的目的MAC地址匹配三層接口的MAC地址,則通過設備的三層接口進行三層轉發;否則通過設備的二層接口進行二層轉發。

二層轉發根據報文的目的MAC地址查找MAC地址表,得到報文的出接口,然後將報文發送出去。

普通二層轉發是設備默認啟用的特性,不需要配置。

1.2  普通二層轉發顯示和維護

在任意視圖下執行display命令可以顯示二層轉發過程中的統計信息,查看轉發的結果。

在用戶視圖下執行reset命令可以清除二層轉發的統計信息。

表1-1 普通二層轉發顯示和維護

操作

命令

顯示二層轉發統計信息

display mac-forwarding statistics [ interface interface-type interface-number ]

清除二層轉發統計信息

reset mac-forwarding statistics

 


2 快速二層轉發

2.1  快速二層轉發簡介

快速二層轉發采用高速緩存來處理報文,並采用基於數據流的技術,可以大大提高轉發效率。

快速二層轉發用源IP地址、源端口號、目的IP地址、目的端口號、協議號、輸入接口、輸出接口和VLAN來標識一條數據流。在二層轉發過程中,會根據設備規則,對需要進行三層業務處理的報文,獲取其IP地址等信息,生成IP快速轉發表。當一條數據流的第一個報文轉發後,會在高速緩存中生成相應的轉發信息,該數據流後續報文的轉發就可以通過直接查找快速轉發表進行轉發。這樣便大大縮減了報文的排隊流程,減少報文的轉發時間,提高報文的轉發速率。

快速二層轉發是設備默認啟用的特性,不需要配置。

2.2  關閉快速二層轉發時對VLAN ID檢查功能

1. 功能簡介

報文攜帶的VLAN ID是設備判斷其所屬TCP會話的依據之一。在防火牆雙機熱備的組網環境下,有時需要報文在主備設備間傳遞後仍可以匹配到同一個會話中,而主備設備上報文入接口所屬VLAN可能不同,此時可以關閉對VLAN ID的檢查以保證報文在主備設備之間傳遞之後能夠匹配到同一會話。

 

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     關閉快速二層轉發時對VLAN ID檢查功能。

undo mac fast-forwarding check-vlan-id

缺省情況下,快速二層轉發時對VLAN ID字段的檢查功能處於開啟狀態。

2.3  快速二層轉發顯示和維護

在任意視圖下執行display命令可以顯示快速二層轉發表信息。

表2-1 快速二層轉發顯示和維護

操作

命令

顯示IP快速轉發表信息

display mac-forwarding cache ip [ ip-address ] [ slot slot-number ]

顯示分片報文快速轉發表信息

display mac-forwarding cache ip fragment [ ip-address ] [ slot slot-number ]

顯示IPv6快速轉發表信息

display mac-forwarding cache ipv6 [ ipv6-address ] [ slot slot-number ]

 


3 直通轉發

3.1  直通轉發簡介

直通轉發是指設備接收到報文的前64個字節後立即轉發。該功能可以節省報文在設備中消耗的時間,提高轉發性能。

3.2  直通轉發與硬件適配關係

本特性的支持情況與設備型號有關,請以設備的實際情況為準。

係列

型號

說明

F50X0係列

F5010、F5020、F5020-GM、F5030-6GW-G、F5040、F5000-C、F5000-S

不支持

F5030、F5030-6GW、F5060、F5080、F5000-A、F5000-M

支持

F5000-CN係列

F5000-CN30、F5000-CN60

不支持

F5000-AI係列

F5000-AI-15、F5000-AI-20、F5000-AI-40

支持

F5000-V係列

F5000-V30

支持

F1000-AI係列

F1000-AI-10、F1000-AI-15、F1000-AI-60、F1000-AI-65、F1000-AI-70、F1000-AI-75、F1000-AI-80、F1000-AI-90

不支持

F1000-AI-03、F1000-AI-05、F1000-AI-20、F1000-AI-25、F1000-AI-30、F1000-AI-35、F1000-AI-50、F1000-AI-55

支持

F1000-L係列

F1003-L、F1003-L-C、F1003-L-S、F1005-L、F1010-L

支持

F10X0係列

F1003-C、F1003-M、F1003-S、F1005、F1005-GM、F1010、F1010-GM、F1090

支持

F1020、F1020-GM、F1030、F1030-GM、F1050、F1060、F1070、F1070-GM、F1070-GM-L、F1080

不支持

F1000-V係列

F1000-V50、F1000-V70

不支持

F1000-V60、F1000-V90

支持

F1000-SASE係列

F1000-SASE100

支持

F1000-SASE200

不支持

F1000-AK係列

F1000-AK130、F1000-AK135、F1000-AK140、F1000-AK145、F1000-AK150、F1000-AK155、F1000-AK160、F1000-AK165、F1000-AK170、F1000-AK175、F1000-AK180、F1000-AK185、F1000-GM-AK370、F1000-GM-AK380、F1000-AK711、F1000-AK1010、F1000-AK1015、F1000-AK1020、F1000-AK1030、F1000-AK1105、F1000-AK1110、F1000-AK1115、F1000-AK1120、F1000-AK1125、F1000-AK1130、F1000-AK1140、F1000-AK1205、F1000-AK1212、F1000-AK1222、F1000-AK1242、F1000-AK1252、F1000-AK1262、F1000-AK1272、F1000-AK1232、F1000-AK1312、F1000-AK1322、F1000-AK1332、F1000-AK9150、F1000-AK9160、F1000-AK9180

不支持

F1000-AK108、F1000-AK109、F1000-AK110、F1000-AK115、F1000-AK120、F1000-AK125、F1000-AK710、F1000-AK1025、F1000-AK1150、F1000-AK1160、F1000-AK1170、F1000-AK1180、F1000-AK1215、F1000-AK1305、F1000-AK1315、F1000-AK1342、F1000-AK1352、F1000-AK1362、F1000-AK1414、F1000-AK1424、F1000-AK1434、F1000-AK1505、F1000-AK1514、F1000-AK1515、F1000-AK1524、F1000-AK1534、F1000-AK1614、F1000-AK9109、F1000-AK9110、F1000-AK9120、F1000-AK9210、F1000-AK9190

支持

插卡

IM-NGFWX-IV、LSCM1FWDSD0、LSCM2FWDSD0、LSPM6FWD、LSPM6FWDB、LSQM1FWDSC0、LSQM2FWDSC0、LSU3FWCEA0、LSUM1FWCEAB0、LSUM1FWDEC0、LSWM1FWD0、LSX1FWCEA1、LSXM1FWDF1

不支持

vFW係列

vFW1000、vFW2000、vFW-E-Cloud

不支持

 

3.3  直通轉發配置指導

配置直通轉發時,需要注意的是報文在CRC(Cyclic Redundancy Code,循環冗餘校驗碼)接收前已經轉發,因此設備也將轉發CRC校驗錯誤的報文。

3.4  配置直通轉發

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     開啟設備直通轉發。

cut-through enable

缺省情況下,設備直通轉發功能處於關閉狀態。


4 Bridge轉發

4.1  Bridge轉發簡介

Bridge轉發是指用戶創建Bridge實例後,根據Bridge實例中添加成員類型不同,實現報文基於VLAN或者端口的安全轉發功能。

4.1.1  Bridge轉發模式

根據報文的轉發特征,Bridge轉發有下列幾種轉發模式:

·     跨VLAN模式:在不同VLAN間進行報文轉發。

·     反射模式:報文從同一接口收發。

·     透傳模式:報文從一個接口接收,從另一個接口發送。

·     黑洞模式:報文從一個接口接收,處理完後被丟棄。

4.1.2  跨VLAN模式Bridge轉發

跨VLAN模式Bridge轉發是在數據鏈路層完成不同VLAN間通信的一種技術。如圖4-1所示,目前這種技術主要應用在防火牆產品上。防火牆和交換機配合使用、經過交換機的二層網絡流量由防火牆過濾後再進行轉發的場景。

圖4-1 Bridge轉發工作機製

圖4-1,交換機上配置的防火牆的Bridge轉發實例(可以看作是實現一類Bridge轉發模式的二層橋)為Bridge 1,Bridge 1中添加VLAN 10和VLAN 20。以ARP(Address Resolution Protocol,地址解析協議)實現為例,Bridge轉發過程如下:

(1)     VLAN 10的Host A想要訪問VLAN 20的Host B,Host A發送一個ARP請求報文。

a.     交換機收到請求報文的處理過程:

¡     交換機從接口Port A收到目的MAC未知的報文,交換機學習到該報文的源MAC地址0033-0033-0033,並記錄該MAC地址所對應的VLAN 10和接口Port A。

¡     交換機將該報文在VLAN 10內進行廣播,同時該報文會通過交換機側內聯口Port C(即用於連接交換機與防火牆的接口)發送給防火牆。

b.     防火牆收到請求報文的處理過程:

¡     防火牆收到該報文,將報文源MAC地址學習到用戶配置的Bridge轉發實例Bridge 1內,並且學習到該MAC地址對應的VLAN 10及防火牆側內聯口Port D。

¡     同時根據Bridge 1內用戶配置的VLAN列表,將該報文在Bridge 1內配置的除報文所在VLAN 10以外的所有VLAN內進行發送,即在VLAN 20內發送該報文。在VLAN 20內發送的報文的VLAN ID將被替換為VLAN 20,生成新的報文,然後發送到VLAN 20。

¡     防火牆通過防火牆側內聯口Port D將新報文發送給交換機。

c.     交換機收到新報文的處理過程:

¡     交換機從交換機側內聯口Port C收到新的報文,學習該報文的源MAC地址並記錄該MAC地址所對應的VLAN 20和交換機側內聯口Port C。

¡     同時交換機將報文在VLAN 20內廣播。

(2)     VLAN 20的Host B收到新報文後,發現是要訪問自己的報文,發送ARP應答報文。

a.     交換機收到應答報文的處理過程:

¡     交換機從接口Port B收到目的MAC地址0033-0033-0033的報文,交換機學習到該報文的源MAC地址0000-0000-0002並記錄該MAC地址所對應的VLAN 20和接口Port B。

¡     交換機收到目的MAC地址為0033-0033-0033的已知報文,根據目的MAC地址和VLAN找到MAC地址表項,該表項的出接口為交換機側內聯口Port C,則將該報文發送給防火牆。

b.     防火牆收到應答報文的處理過程:

¡     防火牆收到回複報文,將該報文源MAC地址學習到用戶配置的Bridge轉發實例Bridge 1內,並且學習到該MAC地址對應的VLAN 20及防火牆側內聯口Port D。

¡     防火牆根據VLAN 20找到對應的Bridge 1下學習到的MAC地址表項,將報文的VLAN ID修改為MAC地址表項對應VLAN ID,並從防火牆側內聯口Port D將該報文發送給交換機。

c.     交換機收到新的應答報文的處理過程:

¡     交換機收到該報文後,根據目的MAC地址和VLAN找到MAC地址表項,確認出接口為Port A,將該報文發送出去。

4.1.3  Inline轉發

反射模式Bridge轉發、透傳模式Bridge轉發和黑洞模式Bridge轉發統稱為Inline轉發。

Inline轉發是在數據鏈路層對流量進行安全監控的一種技術。目前這種技術主要應用在安全產品上,通過QoS策略將經過設備的二層網絡流量引流到安全產品上,由安全產品過濾後再進行轉發。

1. 反射/黑洞模式Bridge轉發組網部署

反射/黑洞模式Bridge轉發中,Device B與Device A通過一個物理接口通信。對於反射模式Bridge轉發,Device B通過同一接口完成報文的收發;對於黑洞模式Bridge轉發,Device B收到報文後,先處理完安全業務,然後丟棄該報文。反射/黑洞模式Bridge轉發一般適用於Device B旁掛的組網部署,Device A可直接接入網絡。反射/黑洞模式Bridge轉發如圖4-2所示。

圖4-2 反射/黑洞模式Bridge轉發

2. 透傳模式Bridge轉發組網部署

透傳模式Bridge轉發中,Device B在兩個接口間轉發報文,其中一個接口用於收報文,另外一個接口用於發報文。透傳模式Bridge轉發一般適用於Device B直連的組網部署,Device A通過Device B接入網絡。透傳模式Bridge轉發如圖4-3所示。

圖4-3 透傳模式Bridge轉發

3. Inline轉發報文處理流程

圖4-2圖4-3中,以VM(Virtual Machine,虛擬機)間的報文交互為例,Inline轉發過程如下:

(1)     VM 1與VM 2的內部流量通過Device A轉發,Device A將收到的報文引流到與之相連的Device B上。

(2)     Device B將收到的IP報文交給安全業務進行處理,其他報文直接返回給Device A。

(3)     Device B處理通過安全業務過濾的報文,根據報文信息建立對應的轉發表項,並將報文返回給Device A。

4.2  配置Bridge轉發

4.2.1  配置跨VLAN模式Bridge轉發

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     (可選)設置Bridge轉發的MAC地址的老化時間。

bridge mac-address timer aging seconds

缺省情況下,Bridge轉發的MAC的老化時間為300秒。

(3)     創建跨VLAN模式Bridge轉發實例,並進入Bridge視圖。

bridge bridge-index inter-vlan

(4)     向Bridge轉發實例中添加VLAN列表。

add vlan vlan-id-list

(5)     (可選)配置Bridge實例下的MAC地址最大學習數。

mac-address max-mac-count count

缺省情況下,Bridge實例下的MAC地址最大學習數為4096。

4.2.2  配置Inline轉發

1. 配置限製和指導

透傳模式Bridge轉發實例可以通過命令行手工創建,也可以通過插入硬件Bypass子卡後由設備自動生成。插入硬件Bypass子卡前,需保證設備上不存在跨VLAN模式Bridge轉發實例,否則將導致自動創建透傳模式Bridge轉發實例失敗。

在安全設備上配置Inline轉發時,需要關閉與其連接的交換機上對應互連口的MAC地址學習功能,否則可能造成MAC地址頻繁遷移。

向Bridge轉發實例中添加接口時需要注意:

·     每個反射/黑洞模式Bridge轉發實例隻能添加一個接口。

·     每個手工創建的透傳模式Bridge轉發實例隻能添加兩個接口,且這兩個接口的類型必須保持一致。

·     對於自動創建的透傳模式Bridge轉發實例,設備在自動創建Bridge轉發實例後,會自動將子卡上的一對接口添加到此Bridge轉發實例中,且自動創建的透傳模式Bridge轉發實例不支持手工添加或刪除接口。

·     將三層以太網接口加入Bridge轉發實例後,該接口將隻能用於二層轉發,不能進行三層轉發。因此,請不要在Bridge轉發實例的三層以太網接口上配置IP地址等三層業務相關的功能,即使配置了也無法生效。

2. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     (可選)配置Inline轉發時忽略報文的隧道封裝。

bridge tunnel-encapsulation skip

缺省情況下,Inline轉發時未忽略報文的隧道封裝。

(3)     手工創建不同模式的轉發實例,並進入Bridge視圖。

¡     創建反射模式Bridge轉發實例,並進入Bridge視圖。

bridge bridge-index reflect

¡     創建透傳模式Bridge轉發實例,並進入Bridge視圖。

bridge bridge-index forward

¡     創建黑洞模式Bridge轉發實例,並進入Bridge視圖。

bridge bridge-index blackhole

(4)     向Bridge轉發實例中添加接口。

add interface interface-type interface-number

缺省情況下,手工創建的Bridge轉發實例中未添加任何接口。

4.2.3  配置Bypass功能

1. 功能簡介

在Inline轉發模式下,配置Bypass功能,用戶流量可以不經過安全業務或者安全設備處理,直接被處理。

Bypass功能分為以下幾種模式:

·     內部Bypass功能:用戶流量經過安全設備Device,但不進行安全業務處理。安全設備會根據配置的Inline轉發模式,選擇對應的接口將用戶流量直接轉發或者丟棄。

·     外部Bypass功能:用戶流量不經過安全設備Device,直接通過PFC(Power Free Connector,無源連接設備)設備轉發。

圖4-4所示,鏈路正常情況下,未配置Bypass功能時,用戶流量轉發路徑如下。

圖4-4 正常情況下流量轉發

 

圖4-5所示,當安全設備Device和PFC之間鏈路故障時,用戶可以在安全設備上開啟外部Bypass功能,使流量直接通過PFC設備轉發,保證流量不間斷。

圖4-5 故障情況下流量轉發

 

開啟外部Bypass功能時,根據配置的不同有如下區分:

·     靜態外部Bypass功能:用戶流量直接通過PFC轉發,不經過安全設備處理。

·     動態外部Bypass功能:在安全設備上將與PFC相連的兩個接口加入Bridge轉發實例。安全設備通過檢查這兩個接口的狀態,決定自動啟用外部Bypass功能。當透傳模式Bridge實例中的某一接口狀態變為DOWN時,用戶流量不經過安全設備,直接通過PFC轉發。同時,安全設備會周期性檢查透傳模式Bridge實例中接口狀態,如果檢查到實例中兩個接口都處於UP狀態,則自動關閉外部Bypass功能,恢複由安全設備處理用戶流量。

2. 配置限製和指導

多次配置bypass enable命令和bypass enable external命令,最後一次執行的配置生效。

多台設備組成IRF時不支持外部Bypass功能。

配置外部Bypass功能時,需要注意:

·     本功能隻能在管理Context上進行配置。對於以共享方式分配的二層以太網接口,在管理Context內配置外部bypass功能時:

¡     如果外部Bypass功能生效,用戶流量通過PFC轉發,用戶Context中該二層以太網接口上存在影響流量轉發的配置,則該配置不生效,流量仍會通過PFC轉發。

¡     如果外部Bypass功能不生效,用戶流量不通過PFC轉發,用戶Context中該二層以太網接口上存在影響流量轉發的配置,則該配置生效,流量按照配置的轉發規則轉發。

·     本功能僅支持在手工創建的透傳模式Bridge轉發實例中配置,對於插入硬件Bypass子卡後設備自動創建的透傳模式Bridge轉發實例,僅支持內部Bypass功能。

·     本功能僅支持在一個手工創建的透傳模式Bridge視圖下配置。加入透傳模式Bridge實例的兩個接口,必須在同一slot上。

·     本功能與接口聯動組不能同時使用。有關接口聯動組的詳細介紹,請參見“高可靠性配置指導”中的“接口聯動組”。

3. 配置內部Bypass功能

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     進入Bridge視圖。

¡     進入反射模式Bridge視圖。

bridge bridge-index reflect

¡     進入自動創建的透傳模式Bridge視圖。

bridge bridge-index

¡     進入手工創建的透傳模式Bridge視圖。

bridge bridge-index forward

¡     進入黑洞模式Bridge視圖。

bridge bridge-index blackhole

(3)     配置內部Bypass功能。

bypass enable

缺省情況下,Bypass功能處於關閉狀態。

4. 配置外部Bypass功能

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     進入手工創建的透傳模式Bridge視圖。

bridge bridge-index forward

(3)     配置外部Bypass功能。

bypass enable external [ auto [ check-interval interval ] ]

缺省情況下,Bypass功能處於關閉狀態。

本命令的支持情況與設備的型號有關,具體請參見命令參考。

4.3  Bridge轉發顯示和維護

在完成上述配置後,在任意視圖下執行display命令可以顯示Bridge學習的MAC地址信息。

說明

display bridge bypass status的支持情況與設備型號有關,具體請參見命令參考。

 

表4-1 Bridge轉發顯示和維護

操作

命令

顯示Bridge轉發學習的MAC地址信息

display bridge mac-address [ bridge-index [ vlan vlan-id ] ] [ count ] [ slot slot-number ]

顯示Bypass功能狀態‌

display bridge bridge-id bypass status

 


5 快速Bridge轉發

5.1  快速Bridge轉發簡介

快速Bridge轉發采用高速緩存來處理報文,采用了基於數據流的技術,可以大大提高轉發效率。

快速Bridge轉發用源IP地址、源端口號、目的IP地址、目的端口號、協議號、輸入接口、輸出接口和VLAN來標識一條數據流。在二層轉發過程中,會根據設備規則,對需要進行三層業務處理的報文,獲取其IP地址等信息,生成IP快速轉發表。當一條數據流的第一個報文轉發後,會在高速緩存中生成相應的轉發信息,該數據流後續報文的轉發就可以通過直接查找快速轉發表進行轉發。這樣便大大縮減了報文的排隊流程,減少報文的轉發時間,提高報文的轉發速率。

快速Bridge轉發是設備默認啟用的特性,不需要配置。

5.2  關閉快速Bridge轉發時對VLAN ID檢查功能

1. 功能簡介

報文攜帶的VLAN ID是設備判斷其所屬TCP會話的依據之一。在防火牆雙機熱備的組網環境下,有時需要報文在主備設備間傳遞後仍可以匹配到同一個會話中,而主備設備上報文入接口所屬VLAN可能不同,此時可以關閉對VLAN ID的檢查以保證報文在主備設備之間傳遞之後能夠匹配到同一會話。

2. 配置限製和指導

僅Inline轉發會對VLAN ID進行檢查,設備使用跨VLAN模式Bridge進行轉發時無需配置本功能,因為跨VLAN模式Bridge轉發不對VLAN ID進行檢查,本功能對跨VLAN模式Bridge轉發不生效。在防火牆雙機熱備的組網環境下,無論是否配置本功能,使用跨VLAN模式Bridge進行快速轉發時,報文在主備設備間傳遞後仍可以匹配到同一個會話中。

 

3. 配置步驟

(1)     進入係統視圖。

system-view

(2)     關閉快速Bridge轉發時對VLAN ID檢查功能。

undo bridge fast-forwarding check-vlan-id

缺省情況下,快速二層轉發時對VLAN ID字段的檢查功能處於開啟狀態。

5.3  快速Bridge轉發顯示和維護

在任意視圖下執行display命令可以顯示快速Bridge轉發表信息。

表5-1 快速Bridge轉發顯示和維護

操作

命令

顯示Bridge轉發創建的IP快速轉發表信息

display bridge cache ip { inline | inter-vlan } [ ip-address ] [ slot slot-number ]

顯示Bridge轉發創建的分片報文快速轉發表信息

display bridge cache ip fragment { inline | inter-vlan } [ ip-address ] [ slot slot-number ]

顯示Bridge轉發創建的IPv6快速轉發表信息

display bridge cache ipv6 { inline | inter-vlan } [ ipv6-address ] [ slot slot-number ]

 

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