JUNIPER HA 双机热备(NSRP)原理

一、NSRP 工作原理

NSRP (NetScreen Redundant Protocol)是Juniper公司基于VRRP

协议规范自行开发的设备冗余协议。防火墙作为企业核心网络中的关

键设备,需要为所有进出网络的信息流提供安全保护,为满足客户不

间断业务访问需求,要求防火墙设备必须具备高可靠性,能够在设备、

链路及互连设备出现故障的情况下,提供网络访问路径无缝切换。NSRP

冗余协议提供复杂网络环境下的冗余路径保护机制。

NSRP主要功能有:

1、在高可用群组成员之间同步配置信息;

2、提供活动会话同步功能,以保证发生路径切换情况下不会中断

网络连接;

3、采用高效的故障切换算法,能够在短短几秒内迅速完成故障检

测和状态切换。

NSRP 集群两种工作模式:

一、Active/Passive模式:通过对一个冗余集群中的两台安全设备进

行电缆连接和配置,使其中一台设备作为主用设备,另一台作为备用

设备。主用设备负责处理所有网络信息流,备用设备处于在线备份状

态。主设备将其网络和配置命令及当前会话信息传播到备用设备,备

用设备始终保持与主用设备配置信息和会话连接信息的同步,并跟踪

主用设备状态,一旦主设备出现故障,备份设备将在极短时间内晋升

为主设备并接管信息流处理。

二、Active/Active模式:在NSRP中创建两个虚拟安全设备 (VSD) 组,

每个组都具有自己的虚拟安全接口(VSI),通过VSI接口与网络进行通

信。设备A充当VSD组1的主设备和VSD 组2的备份设备。设备B充当VSD

组2的主设备和VSD组1的备份设备。Active/Active模式中两台防火墙

同时进行信息流的处理并彼此互为备份。在双主动模式中不存在任何

单一故障点。如下图所示,通过调整防火墙上下行路由/交换设备到网

络的路由指向,HostA通过左侧路径访问ServerA,HostB通过右侧路径

访问ServerB,网络中任一设备或链路出现故障时,NSRP集群均能够做

出正确的路径切换。

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NSRP集群技术优势主要体现于:

1、消除防火墙及前后端设备单点故障,提供网络高可靠性。即使在骨

干网络中两类核心设备同时出现故障,也能够保证业务安全可靠运行。

2、根据客户网络环境和业务可靠性需要,提供灵活多样的可靠组网方

式。NSRP双机集群能够提供1、Active-Passive模式Layer2/3多虚拟路

由器多虚拟系统和口型/交叉型组网方式;2、Active-Active模式

Layer2/3多虚拟路由器多虚拟系统和口型/Fullmesh交叉型组网方式。

为用户提供灵活的组网选择。

3、NSRP双机结构便于网络维护管理,通过将流量在双机间的灵活切换,

在防火墙软件升级、前后端网络结构优化改造及故障排查时,双机结

构均能够保证业务的不间断运行。

4、结合Netscreen虚拟系统和虚拟路由器技术,部署一对NSRP集群防

火墙,可以为企业更多的应用提供灵活可靠的安全防护,减少企业防

火墙部署数量和维护成本。

二、NSRP 典型结构与配置

1、Layer3 口型A/P 组网模式

Layer3 口型A/P组网模式是当前很多企业广泛采用的HA模式,该

模式具有对网络环境要求不高,无需网络结构做较大调整,具有较好

冗余性、便于管理维护等优点。缺点是Netscreen防火墙利用率不高,

同一时间只有一台防火墙处理网络流量;冗余程度有限,仅在一侧链

路和设备出现故障时提供冗余切换。Layer3 口型组网A/P模式具有较

强冗余性、低端口成本和网络结构简单、便于维护管理等角度考虑,

成为很多企业选用该组网模式的标准。

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配置说明:两台Netscreen设备采用相同硬件型号和软件版本,组

成Active/Passive冗余模式,两台防火墙均使用一致的Ethernet接口

编号连接到网络。通过双HA端口或将2Ethernet接口放入HA区段,其中

控制链路用于NSRP心跳信息、配置信息和Session会话同步,数据链路

用于在两防火墙间必要时传输数据流量。

2、Layer3 Fullmesh A/P 组网模式

Layer3 Fullmesh连接A/P组网使用全交叉网络连接模式,容许在同

一设备上提供链路级冗余,发生链路故障时,由备用链路接管网络流

量,防火墙间无需进行状态切换。仅在上行或下行两条链路同时发生

故障情况下,防火墙才会进行状态切换,Fullmesh连接进一步提高了

业务的可靠性。该组网模式在提供设备冗余的同时提供链路级冗余,

成为很多企业部署关键业务时的最佳选择。

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3、Layer3 Fullmesh 连接A/A 组网模式

Layer3 Fullmesh 连接A/A 结构提供了一种更为灵活的组网方式,

在保证网络高可靠性的同时提升了网络的可用性。A/A 结构中两台防

火墙同时作为主用设备并提供互为在线备份,各自独立处理信息流量

并共享连接会话信息。一旦发生设备故障另一台设备将负责处理所有

进出网络流量。Fullmesh 连接A/A 组网模式对网络环境要求较高,要

求网络维护人员具备较强技术能力,防火墙发生故障时,接管设备受

单台设备容量限制,可能会导致会话连接信息丢失,采用A/A 模式组

网时,建议每台防火墙负责处理的会话连接数量不超过单台设备容量

的50%,以确保故障切换时不会丢失会话连接。

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配置说明:定义VSD0 和VSD1 虚拟安全设备组(创建Cluster ID 时将

自动创建VSD0),其中NS-A 为VSD0 主用设备和VSD1 备用设备,NS-B

为VSD1 主用设备和VSD0 备用设备;创建冗余接口实现两物理接口动

态冗余;配置交换机路由指向来引导网络流量经过哪个防火墙。

三、NSRP 常用维护命令

1、get license-key

查看防火墙支持的feature,其中NSRPA/A 模式包含了A/P 模式,A/P

模式不支持A/A 模式。Lite 版本是简化版,支持设备和链路冗余切换,

不支持配置和会话同步。

2、exec nsrp sync global-config check-sum

检查双机配置命令是否同步

3、exec nsrp sync global-config save

如双机配置信息没有自动同步,请手动执行此同步命令,需重启系统。

 

4、get nsrp

查看NSRP 集群中设备状态、主备关系、会话同步以及参数开关信息。

5、Exec nsrp sync rto all from peer

手动执行RTO 信息同步,使双机保持会话信息一致

6、exec nsrp vsd-group 0 mode backup

手动进行主备状态切换时,在主用设备上执行该切换命令,此时该主

用设备没有启用抢占模式。

7、exec nsrp vsd-group 0 mode ineligible

手动进行主备状态切换时,在主用设备上执行该切换命令,此时该主

用设备已启用抢占模式。

8、get alarm event

检查设备告警信息,其中将包含NSRP 状态切换信息

附录一 NSRP 缺省设置值

VSD 组信息

 VSD group ID: 0

 Device priority in the VSD group: 100

 Preempt option: disable

 Preempt hold-down time: 0 second

 Initial state hold-down time: 5 second

 Heartbeat interval: 1000 milliseconds

 Lost heartbeat threshold: 3

 Master (Primary) always exist: no

RTO 镜像信息

 RTO synchronization: disable

 Heartbeat interval: 4 second

 Lost heartbeat threshold: 16

NSRP 链接信息

———————– Page 8———————–

 Number of gratuitous ARPs: 4

 NSRP encryption: disable

 NSRP authentication: disable

 Track IP: none

 Interfaces monitored: none

 Secondary path: none

 HA link probe: none

 Interval: 15

 Threshold: 5

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