网络拓扑实例13：IPv4静态路由与NQA联动简介
组网图形
IPv4静态路由与NQA联动简介
- 网络质量分析NQA（Network Quality Analysis）是一种实时的网络性能探测和统计技术，可以对响应时间、网络抖动、丢包率等网络信息进行统计。NQA能够实时监视网络QoS，在网络发生故障时进行有效的故障诊断和定位。
- 当网络比较简单，或者交换机不能通过动态路由协议建立到达目的网络的路由时，可以配置静态路由。但是，与动态路由协议不同，静态路由自身没有检测机制，当网络发生故障时，静态路由无法感知，需要由管理员介入，这样无法保证及时进行链路切换，可能造成业务较长时间中断。
- 部署IPv4静态路由与BFD联动的方案可以适应链路的变化情况，但是IPv4静态路由与BFD联动要求链路两端的设备都支持BFD功能。如果链路两端有设备不支持BFD功能，可以配置IPv4静态路由与NQA联动，当NQA测试例检测到链路故障后，会把与其绑定的静态路由从IP路由表删除，使业务流量切换到无链路故障的路由，避免业务的长时间中断。
组网需求
- 如图1所示为某公司网络，接入层设备SwitchD和SwtichE通过静态路由与汇聚层设备SwtichB和SwitchC互联，网络设计成冗余备份结构。用户希望实现如下需求：
- 为静态路由部署检测机制，使静态路由能够感知到链路故障，保证在链路出现故障时能及时进行链路切换，避免造成业务较长时间中断；
- 正常情况下，要求业务流量使用主用链路SwitchB→SwitchD进行传输；
- 当主用链路出现故障后，业务流量切换到备用链路SwitchC→SwitchD。
配置思路
- 1.创建ICMP类型的NQA测试例，用来检测主用链路的故障。
- 在NQA测试例客户端SwitchB与被测试设备SwitchD之间建立ICMP类型的NQA测试例，检测主用链路SwitchB→SwitchD是否正常。
- 2.配置静态路由，并绑定NQA测试例。
- 在汇聚层交换机SwitchB和SwitchC上配置静态路由，其中在SwitchB上配置静态路由与NQA联动，当NQA测试例检测到链路故障时，通知路由管理模块把静态路由从IP路由表中删除。
- 3.配置动态路由协议。在汇聚层交换机SwitchA、SwitchB和SwitchC上配置动态路由协议，使他们之间可以相互学习路由。
- 4.OSPF协议引入静态路由，并为主用链路设置较低的开销值，实现主备两条链路冗余备份。
- 在汇聚层交换机SwitchB和SwitchC上配置OSPF协议引入静态路由，并且为SwitchC引入的静态路由设置较高的开销值。SwitchA从SwitchB和SwitchC学习到通往同一目的地址的路由时，会优先选择开销值较低的链路SwitchB→SwitchD。
操作步骤
- 1.配置各接口所属的VLAN
# 配置SwitchA。SwitchB、SwitchC、SwitchD和SwitchE的配置与SwitchA类似，不再赘述。
<HUAWEI> system-view
[HUAWEI] sysname SwitchA
[SwitchA] vlan batch 30 40
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/1
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] port link-type trunk
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] port trunk allow-pass vlan 30
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/1] quit
[SwitchA] interface gigabitethernet 0/0/2
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] port link-type trunk
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] port trunk allow-pass vlan 40
[SwitchA-GigabitEthernet0/0/2] quit
- 2.配置各VLANIF接口的IP地址
# 配置SwitchA。SwitchB、SwitchC、SwitchD和SwitchE的配置与SwitchA类似，不再赘述。
[SwitchA] interface vlanif 30
[SwitchA-Vlanif30] ip address 192.168.3.1 24
[SwitchA-Vlanif30] quit
[SwitchA] interface vlanif 40
[SwitchA-Vlanif40] ip address 192.168.4.1 24
[SwitchA-Vlanif40] quit
- 3.在SwitchB上配置SwitchB和SwitchD之间的NQA测试例
[SwitchB] nqa test-instance user test //创建管理者为user，实例名为test的NQA测试例
[SwitchB-nqa-user-test] test-type icmp //配置NQA测试例的测试类型为ICMP
[SwitchB-nqa-user-test] destination-address ipv4 192.168.1.2 //配置NQA测试例的目的地址为192.168.1.2
[SwitchB-nqa-user-test] frequency 20 //配置NQA测试例自动执行测试的时间间隔为20秒
[SwitchB-nqa-user-test] probe-count 2 //配置NQA测试例的一次测试探针数目为2
[SwitchB-nqa-user-test] interval seconds 5 //配置NQA测试例的发送报文的时间间隔为5秒
[SwitchB-nqa-user-test] timeout 4 //配置NQA测试例的一次探测的超时时间为4秒
[SwitchB-nqa-user-test] start now
[SwitchB-nqa-user-test] quit
- 4.配置静态路由
# 在SwitchB上配置与NQA测试例联动的静态路由。
[SwitchB] ip route-static 192.168.7.0 255.255.255.0 Vlanif 10 192.168.1.2 track nqa user test
# 在SwitchC上配置静态路由。
[SwitchC] ip route-static 192.168.7.0 255.255.255.0 Vlanif 60 192.168.6.2
- 5.在SwitchA、SwitchB和SwitchC上配置动态路由协议。本例选择OSPF动态路由协议。
# 在SwitchA上配置OSPF协议。
[SwitchA] ospf 1 router-id 10.1.1.1
[SwitchA-ospf-1] area 0.0.0.0
[SwitchA-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.3.0 0.0.0.255
[SwitchA-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.4.0 0.0.0.255
[SwitchA-ospf-1-area-0.0.0.0] quit
[SwitchA-ospf-1] quit
# 在SwitchB上配置OSPF协议。
[SwitchB] ospf 1 router-id 10.2.2.2
[SwitchB-ospf-1] area 0.0.0.0
[SwitchB-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.3.0 0.0.0.255
[SwitchB-ospf-1-area-0.0.0.0] quit
[SwitchB-ospf-1] quit
# 在SwitchC上配置OSPF协议。
[SwitchC] ospf 1 router-id 10.3.3.3
[SwitchC-ospf-1] area 0.0.0.0
[SwitchC-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.4.0 0.0.0.255
[SwitchC-ospf-1-area-0.0.0.0] quit
[SwitchC-ospf-1] quit
- 6.在SwitchB和SwitchC上配置OSPF动态路由协议引入静态路由
# 在SwitchB上配置OSPF动态路由协议引入静态路由，并且把路由开销值设置为10。
[SwitchB] ospf 1
[SwitchB-ospf-1] import-route static cost 10
[SwitchB-ospf-1] quit
# 在SwitchC上配置OSPF动态路由协议引入静态路由，并且把路由开销值设置为20。
[SwitchC] ospf 1
[SwitchC-ospf-1] import-route static cost 20
[SwitchC-ospf-1] quit
- 7.查看配置结果
配置完成后，在系统视图下，在汇聚层交换机SwitchB上执行display current-configuration | include nqa命令，可以看到静态路由已经绑定NQA测试例。执行display nqa results命令，可以看到NQA测试例已经建立。
# 查看NQA for静态路由的配置。
[SwitchB] display current-configuration | include nqa
ip route-static 192.168.7.0 255.255.255.0 Vlanif10 192.168.1.2 track nqa user test
nqa test-instance user test
# 查看NQA测试结果。
[SwitchB] display nqa results test-instance user test NQA entry(user, test) :testflag is active ,testtype is icmp
1 . Test 288 result The test is finished
Send operation times: 2 Receive response times: 2
Completion:success RTD OverThresholds number: 0
Attempts number:1 Drop operation number:0
Disconnect operation number:0 Operation timeout number:0
System busy operation number:0 Connection fail number:0
Operation sequence errors number:0 RTT Status errors number:0
Destination ip address:192.168.1.2
Min/Max/Average Completion Time: 3/4/3
Sum/Square-Sum Completion Time: 7/25
Last Good Probe Time: 2019-09-09 09:55:38.2
Lost packet ratio: 0 %
可以看到“Lost packet ratio: 0 %”，这说明链路状态完好。
# 查看SwitchB的路由表，可以看到静态路由存在于路由表中。
[SwitchB] display ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 10 Routes : 10 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
192.168.1.0/24 Direct 0 0 D 192.168.1.1 Vlanif10
192.168.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif10
192.168.3.0/24 Direct 0 0 D 192.168.3.2 Vlanif30
192.168.3.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif30
192.168.4.0/24 OSPF 10 2 D 192.168.3.1 Vlanif30
192.168.5.0/24 Direct 0 0 D 192.168.5.1 Vlanif50
192.168.5.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif50
192.168.7.0/24 Static 60 0 D 192.168.1.2 Vlanif10
# 查看汇聚层交换机SwitchA的路由表。
[SwitchA] display ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 7 Routes : 7 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
192.168.3.0/24 Direct 0 0 D 192.168.3.1 Vlanif30
192.168.3.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif30
192.168.4.0/24 Direct 0 0 D 192.168.4.1 Vlanif40
192.168.4.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif40
192.168.7.0/24 O_ASE 150 10 D 192.168.3.2 Vlanif30
可以看到有一条到192.168.7.0/24的路由，下一跳指向192.168.3.2，cost值为10，因此业务流量会优先走链路SwitchB→SwitchD。
# 关闭SwitchB的GigabitEthernet0/0/3 接口，模拟链路故障。
[SwitchB] interface GigabitEthernet0/0/3
[SwitchB-GigabitEthernet0/0/3] shutdown
[SwitchB-GigabitEthernet0/0/3] quit
# 查看NQA测试结果。
[SwitchB] display nqa results test-instance user test NQA entry(user, test) :testflag is active ,testtype is icmp
1 . Test 309 result The test is finished
Send operation times: 2 Receive response times: 0
Completion:failed RTD OverThresholds number: 0
Attempts number:1 Drop operation number:2
Disconnect operation number:0 Operation timeout number:0
System busy operation number:0 Connection fail number:0
Operation sequence errors number:0 RTT Status errors number:0
Destination ip address:192.168.1.2
Min/Max/Average Completion Time: 0/0/0
Sum/Square-Sum Completion Time: 0/0
Last Good Probe Time: 0000-00-00 00:00:00.0
Lost packet ratio: 100 %
可以看到“Completion:failed”、“Lost packet ratio: 100 %”，这说明链路发生了故障。
# 查看SwitchB的路由表，可以看到静态路由消失。
[SwitchB] display ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 8 Routes : 8 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
192.168.3.0/24 Direct 0 0 D 192.168.3.2 Vlanif30
192.168.3.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif30
192.168.4.0/24 OSPF 10 2 D 192.168.3.1 Vlanif30
192.168.5.0/24 Direct 0 0 D 192.168.5.1 Vlanif50
192.168.5.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif50
192.168.7.0/24 O_ASE 150 20 D 192.168.3.1 Vlanif30
# 查看SwitchA的路由表。
[SwitchA] display ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 7 Routes : 7 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
192.168.3.0/24 Direct 0 0 D 192.168.3.1 Vlanif30
192.168.3.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif30
192.168.4.0/24 Direct 0 0 D 192.168.4.1 Vlanif40
192.168.4.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Vlanif40
192.168.7.0/24 O_ASE 150 20 D 192.168.4.2 Vlanif40
因为SwitchB上的NQA测试例与静态路由是联动的，当NQA检测到链路故障后，就迅速通知SwitchB与其绑定的静态路由不可用，SwitchA也不能从SwitchB处学到通往192.168.7.0/24的路由。但是SwitchA可以从SwitchC处学到通往192.168.7.0/24的路由，因此可以看到通往192.168.7.0/24的路由下一跳指向192.168.4.2，cost值为20。业务流量切换到链路SwitchC→SwitchD。
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