网络设备主备配置系列2:netscreen防火墙双机主备

NETSCREEN防火墙是小侠最喜欢的防火墙了,正好手上也有几个,于是狂搜了不少资料,进行了N个试验.现在就拿出一些分享给大家了..

 

        

 

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。

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。

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。

NS-A （主用）:

Set hostname NS-A         /*** 定义主机名***/

Set interface ethernet1 zone untrust

Set interface ethernet1 ip 100.1.1.4/29

Set interface ethernet1 route

Set interface ethernet2 zone trust

Set interface ethernet2 ip 192.168.1.4/29

Set interface ethernet2 route

Set interface mgt ip 192.168.2.1/24   /*** 通过管理口远程管理NS-A***/

/*** 配置接口：Untrust/Trust Layer3 路由模式***/

Set interface ethernet3 zone HA

Set interface ethernet4 zone HA

/***Eth3 和Eth4口用于HA互连，用于同步配置文件、会话信息和跟踪设备状态信息***/

set nsrp cluster id 1

set nsrp rto-mirror sync

set nsrp vsd-group id 0 priority 50 /*** 缺省值为100，低值优先成为主用设备***/

set nsrp monitor interface ethernet2

set nsrp monitor interface ethernet1

/*** 配置NSRP：Vsd-group缺省为0，VSI使用物理接口IP地址,非抢占模式***/

NS-B （备用）:

Set hostname NS-B         /*** 定义主机名***/

Set interface ethernet1 zone Untrust

Set interface ethernet1 ip 100.1.1.4/29

Set interface ethernet1 route

Set interface ethernet2 zone trust

Set interface ethernet2 ip 192.168.1.4/29

Set interface ethernet2 route

Set interface mgt ip 192.168.2.2/24   /*** 通过管理口远程管理NS-A***/

/*** 配置接口：Untrust/Trust Layer3 路由模式***/

Set interface ethernet3 zone HA

Set interface ethernet4 zone HA

/***Eth3 和Eth4口用于HA互连，用于同步配置文件、会话信息和跟踪设备状态信息***/

set nsrp cluster id 1

set nsrp rto-mirror sync

set nsrp vsd-group id 0 priority 100

set nsrp monitor interface ethernet2

set nsrp monitor interface ethernet1

/***Vsd-group 缺省为0，VSI使用物理接口IP地址，备用设备：优先级100，成为非抢占模式***/

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。

 

NS-A （ Active ）:

Set hostname NS-A         /*** 定义主机名***/

Set interface mgt ip 192.168.2.1/24   /*** 通过管理口远程管理NS-A***/

Set interface red1 zone Untrust        /*** 创建冗余接口1***/

Set interface e1 zone null

Set interface e1 group red1

Set interface e2 zone null

Set interface e2 group red1

Set interface red1 i p 10.1.1 .4/29

Set interface red2 zone trust

Set interface e3 zone null

Set interface e3 group red2

Set interface e4 zone null

Set interface e4 group red2

Set interface red2 ip 192.168.1.4/29

/*** 配置接口：Untrust/Trust Layer3 路由模式***/

Set interface ethernet7 zone ha

Set interface ethernet8 zone ha

set nsrp cluster id 1

set nsrp rto-mirror sync          /*** 容许会话信息自动同步***/

set nsrp vsd-group id 0 priority 50

set nsrp monitor interface ethernet2

set nsrp monitor interface ethernet1

/*** 配置NSRP：Vsd-group缺省为0，VSI使用物理接口IP地址，优先级为50，非抢占模式***/

 

NS-B （ Backup ）:

Set hostname NS-B         /*** 定义主机名***/

Set interface mgt ip 192.168.2.2/24   /*** 通过管理口远程管理NS-A***/

Set interface red1 zone Untrust      /*** 创建冗余接口***/

Set interface e1 zone null

Set interface e1 group red1          /*** 将该物理接口放置到冗余接口中***/

Set interface e2 zone null

Set interface e2 group red1

Set interface red1 i p 10.1.1 .4/29

Set interface red2 zone trust

Set interface e3 zone null

Set interface e3 group red2

Set interface e4 zone null

Set interface e4 group red2

Set interface red2 ip 192.168.1.4/29

/*** 配置接口：Untrust/Trust Layer3 路由模式***/

Set interface ethernet7 zone ha

Set interface ethernet8 zone ha

set nsrp cluster id 1

set nsrp rto-mirror sync   /*** 容许会话信息自动同步***/

set nsrp vsd-group id 0 priority 100

set nsrp monitor interface ethernet2

set nsrp monitor interface ethernet1

/***Vsd-group 缺省为0，VSI使用物理接口IP地址，备用设备***/

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。

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。

NS-A(Active) ：

set interface redundant1 zone Untrust

set interface redundant1 ip 100.1.1.4/29   /***VSD0 的 VSI 接口使用物理接口 IP 地址 ***/

set interface ethernet1 group redundant1

set interface ethernet2 group redundant1

set interface redundant2 zone trust

set interface redundant2 ip 192.168.1.4/29

set interface redundant2 manage-ip 192.168.2.1

set interface ethernet3 group redundant2   

set interface ethernet4 group redundant2

/*** 配置冗余接口、定义Vsd0 接口IP地址***/

s et interface redundant1:1 ip 100.1.1.5/29

set interface redundant2:1 ip 192.168.1.5/29 

/***VSD1 的 VSI 接口需手动配置 IP 地址，冒号后面的 1 表示该接口属于 VSD1 的 VSI***/

set interface ethernet7 zone ha

set interface ethernet8 zone ha

set nsrp cluster id 1

set nsrp vsd-group id 0 priority 50

set nsrp vsd-group id 1       /*** VSD1 使用缺省配置，优先级为 100***/

set nsrp rto-mirror sync

set nsrp monitor interface redundant1

set nsrp monitor interface redundant2

set nsrp secondary-path ethernet2/1  

/*** 定义 NSRP 备用心跳接口，保证心跳连接信息不会丢失 ***/

set arp always-on-dest

/*** 强制采用基于 ARP 表而不是会话表中的 MAC 地址转发封包 ***/

set vrouter trust-vr route 0.0.0 .0/0 interface redundant1 gateway 100.1.1.1

set vrouter trust-vr route 0.0.0 .0/0 interface redundant1:1 gateway 100.1.1.1

 

NS-B(Active) ：

set interface redundant1 zone Untrust

set interface redundant1 ip 100.1.1.4/29   /***VSD0 的 VSI 接口使用物理接口 IP 地址 ***/

set interface ethernet1 group redundant1

set interface ethernet2 group redundant1

set interface redundant2 zone trust

set interface redundant2 ip 192.168.1.4/29

set interface redundant2 manage-ip 192.168.2.2

set interface ethernet3 group redundant2   

set interface ethernet4 group redundant2

/*** 配置冗余接口、定义Vsd0 接口IP地址***/

s et interface redundant1:1 ip 100.1.1.5/29

set interface redundant2:1 ip 192.168.1.5/29 

set interface ethernet7 zone ha

set interface ethernet8 zone ha

set nsrp cluster id 1    

/*** 定义一致的 Cluster ID ，自动启用采用缺省配置的 VSD0***/

set nsrp rto-mirror sync

set nsrp vsd-group id 1 priority 50

set nsrp monitor interface redundant1

set nsrp monitor interface redundant2

set nsrp secondary-path ethernet2/1  

/*** 定义 NSRP 备用心跳接口，保证心跳连接信息不会丢失 ***/

set arp always-on-dest

/*** 强制采用基于 ARP 表而不是会话中的 MAC 地址转发封包 ***/

set vrouter trust-vr route 0.0.0 .0/0 interface redundant1 gateway 100.1.1.1

set vrouter trust-vr route 0.0.0 .0/0 interface redundant1:1 gateway 100.1.1.1

 

 

 

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

 

 

四、Netscreen NSRP维护案例

案例1: Netscreen双机升级步骤

1 ．使用 Tftp 备份两台防火墙现有配置文件和 OS 系统文件。

2 ．升级步骤为先升级备用设备后升级主用设备，如果是 Active/Active 模式请切换为 Active/Passive 模式后再升级备用设备。用笔记本电脑连接 NS-B 的 Console 口和 MGT 口，通过 Web 界面上对 NS-B 进行升级，并在 Console 口上观察升级过程。

3 ． NS-B 升级后将自动重启，通过 Console 口观察重启过程。启动后在 console 上输入 get system 命令，验证升级后的版本号。输入 get license ，验证 license 信息是否符合升级要求。输入 get nsrp ，验证此设备处于备机状态。

4 ． Session 信息应该自动从主机上同步到备机。为进一步确保 Session 信息同步，在 NS-B 上执行 exec nsrp syn rto all from peer ，手工同步 Session 信息。

5 ．主备双机进行状态切换。用笔记本接 NS-A 的 Console 口，输入 exec nsrp vsd-group 0 mode backup 命令，将状态切换。使用 get nsrp 命令，验证设备状态已切换完成，此时 NS-A 为备机， NS-B 为主机。

6 ．在 Web 界面上对 NS-A 进行升级，在 Console 口上观察升级过程。

7 ． NS-A 升级后会自动重起，在 Console 口上观察重起过程。启动后在 console 上输入 get system 命令，验证升级后的版本号。输入 get license ，验证 license 信息是否满足升级需求。输入 get nsrp 验证此台设备为备机状态。

8 ．恢复原先的主备状态：在 NS-B 上执行 exec nsrp vsd-group 0 mode backup 命令，将状态切换。验证设备状态已切换完成，此时 NS-A 为主机， NS-B 为备机。

9 ．在设备 NS-A 上执行 exec nsrp syn vsd-group 0 global-config checksum ，验证两台设备的配置同步。如双机配置文件没有同步，请执行 exec nsrp syn vsd-group 0 global-config save 手动进行配置同步。

10 ．观察两台防火墙的日志，验证是否存在异常告警信息。

 

案例2：快速配置NSRP集群备用设备

Netscreen 提供快速配置 NSRP 集群中备用设备的方法，适用于创建 NSRP 集群双机配置和备用设备出现故障时用备件进行替换。

1 、清空备机配置命令

Unset all

"Erase all system config, are you sure y / [n]?" Y

Reset

"Configuration modified, save? [y] / n" N

"System reset, are you sure? y / [n]" Y

2 、系统重新启动后配置命令

Set hostname xxxxxx

Set interface mgt ip x.x.x.x/x

Set nsrp cluster id 1

Exec nsrp sync file

Exec nsrp sync global-config run

/*** 适应于 5.1 以上版本， 5.0 中使用 Exec nsrp sync global-config save 命令，需要重启设备 ***/

Set nsrp rto-mirror sync

Save all

3 、检查设备状态

Nsrp ： get nsrp

接口： Get interface

路由： get route

会话： get session

 

 

附录一 NSRP 缺省设置值

VSD 组信息

l  VSD group ID:                          0

l  Device priority in the VSD group:      100

l  Preempt option:                        disable

l  Preempt hold-down time:                0 second

l  Initial state hold-down time:          5 second

l  Heartbeat interval:                    1000 milliseconds          

l  Lost heartbeat threshold:              3

l  Master (Primary) always exist:         no

RTO 镜像信息

l  RTO synchronization:                   disable

l  Heartbeat interval:                    4 second

l  Lost heartbeat threshold:              16

NSRP 链接信息

l  Number of gratuitous ARPs:                4

l  NSRP encryption:                        disable

l  NSRP authentication:                     disable

l  Track IP:                               none

l  Interfaces monitored:                      none

l  Secondary path:                          none

l  HA link probe:                           none

l  Interval:                                15

l  Threshold:                              5