FortiLink环形组网配置举例

组网需求

FortiGate运行HA-Cluster，核心交换和接入交换机采用全聚合接口（FortiSwitch全自动聚合，接线即可，无需手工配置聚合接口）对接的环形组网结构。

网络拓扑

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  1. 两台FortiGate配置为HA主备模式。
  2. 整体规划：
    • 外网IP网段规划：
      • WAN1联通出口：IP 202.100.1.21，GW 202.100.1.192
      • WAN2电信出口：IP 101.100.1.21，GW 101.100.1.192
    • WAN1和WAN2合并成SD-WAN接口。
    • 内网IP网段规划，FGT通过FortiLink+Capwap协议统一的接管FortiSW和FortiAP，为有线和无线统一进行管理和业务处理：
      • 有线网络规划：VLAN 10，192.168.10.1
      • 无线网络规划：员工WIFI VLAN 20，192.168.20.1
      • 无线网络规划：访客WIFI VLAN 30，192.168.30.1
      • 管理FortiAP：VLAN 99，192.168.99.1
    • FortiLink互联部分规划：
      • FortiGate的a和b做聚合接口与Fortiswitch的后两个接口互联即可实现聚合接口的FortiLink管理。
      • 加入FortiLink的接口自动变为聚合口成员。

配置步骤

准备事项

  1. 首先确认FortiGate如下全局配置已开启（一般默认为开启状态）。

    config system settings
    set gui-switch-controller enable
end

  2. 配置两台FortiGate的HA主备模式（配置方法请参考HA双机热备→HA典型基础配置）。

    image-20230307114131465

  3. 配置wan1和wan2的IP地址。

    image-20230307114232678

  4. 配置FortiLink实现FortiSwith上线，我们只需要将用于FortiLink的成员接口加入FortiLink接口即可。此拓扑中，FortiGate用于连接FortiSwitch的接口为a和b，编辑FortiLink接口，将a和b加入FortiLink（某些产品型号会默认将两个接口加入FortiLink），开启自动授权设备，关闭FortiLink分离接口，其他配置保持默认，可以看到FortiLink为一个聚合接口。

    image-20230307144155059

    image-20230223163303862

    image-20230307114442858

    FortiLink分离接口什么时候应该开启？ 分离接口的意是，如果聚合接口的port1和port2分别连接了一台SW，在没有使用MCLAG的情况下（没开启堆叠功能），则聚合接口的port1和port2没办法同时UP（同时开启聚合接口无法正常工作），因此必须开启FortiLink分离接口功能，让聚合接口只有一个物理接口（port1）是处于UP状态的，另外一个物理接口（port2）处于DOWN的备份状态，当port1接口状态DOWN，则Port2立即接管Port1的工作，让聚合接口的FortiLink继续运行，这是一个聚合接口在FortiLink管理时候的备份机制。

    image-20230222145251886

    FortiLink split interface 什么时候应该disable？ 如果FGT的聚合接口只接到了一台交换机上，并没有跨交换机聚合（没有MCLAG，也不需要FortiLink split interface），因此这种情况应该让聚合接口的两个物理接口port1和port2同时UP，两个接口同时工作起来，以便提供更高带宽和备份的作用。

    image-20230222145503645

    相关CLI：

    NTP:
config system ntp
    set ntpsync enable
    set server-mode enable
    set interface "fortilink"
end
----------------------------------------------------------------------
DHCP:
config system dhcp server
    edit 2
        set dns-service local
        set ntp-service local
        set default-gateway 10.255.1.1
        set netmask 255.255.255.0
        set interface "fortilink"
        config ip-range
            edit 1
                set start-ip 10.255.1.2
                set end-ip 10.255.1.254
            next
        end
        set vci-match enable
        set vci-string "FortiSwitch" "FortiExtender"
    next
end
----------------------------------------------------------------------
FortiLink:
config system interface
    edit "fortilink"
        set vdom "root"
        set fortilink enable
        set ip 10.255.1.1 255.255.255.0
        set allowaccess ping fabric
        set type aggregate
        set member "a" "b"
        set lldp-reception enable
        set lldp-transmission enable
        set auto-auth-extension-device enable
        set fortilink-split-interface disable
        set switch-controller-nac "fortilink"
        set switch-controller-dynamic "fortilink"
        set swc-first-create 255
    next
end

  1. 配置完FortiGate之后，这个时候再去接FortiGate的FortiLink到FortiSwitch的线，以及FortiSwitch之间的线，严格按照拓扑图，从核心交换机往接入交换机这样的顺序接线。FortiSwitch如果以前有使用过，建议都恢复一下出厂设置，然后再加入到FortiLink。

  2. FortiSwitch的靠后接口一般都默认开启了FortiLink接口属性，如果接前面的接口可能会无法加入到FortiLink，因此FortiSwitch的FortiLink最好都使用靠后的接口进行接线。FortiSwitch各型号默认开启FortiLink功能的接口如下：

    FortiSwitch型号 默认开启FortiLink的接口
    FS-108D-POE port9–port10
    FS-108E, FS-108E-POE, FS-108E-FPOE port7–port10
    FSR-112D-POE port5–port12
    FS-124D, FS-124D-POE port23–port26
    FSR-124D port1-port4, port21–port28
    FS-124E, FS-124E-POE, FS-124E-FPOE port21–port28
    FS-148E, FS-148E-POE port21–port52
    FS-224D-POE port21–port24
    FS-224D-FPOE port21–port28
    FS-224E, FS-224E-POE port21–port28
    FS-248D, FS-248D-FPOE port45–port52
    FS-248D-POE port47–port50
    FS-248E-POE, FS-248E-FPOE port45–port52
    FS-424D, FS-424D-POE, FS-424D-FPOE port23–port26
    FS-424E-Fiber port1-port30
    FS-426E-FPOE-MG port23-port30
    FS-448D, FS-448D-POE, FS-448D-FPOE port45–port52
    FS-524D, FS-524D-FPOE port21–port30
    FS-548D port39–port54
    FS-548D-FPOE, FS-548DN port45–port54
    FS-1024D port1–port24
    FS-1048D, FS-1048E port1–port52
    FS-3032D, FS-3032E port1–port32

  3. 如果FortiSwitch无法被FortiGate管理，登陆到FortiSwitch上进行确认接口是否开启了FortiLink。

    FortiSwitch # show switch interface port9
config switch interface
    edit "port9
        set auto-discovery-fortilink enable    //接口下又此命令的接口才可以自动加入到FortiLink中
    next
end

  4. 交换机之间如果接多根线，会自动进行聚合，但是FortiLink自动聚合会花比较长的时间，建议可以先接单线，等FortiLink的拓扑较快的形成结束之后，再增加彼此之间的另外一根线，再进行自动聚合，这样效率会比较高一些。

  5. 接线是很重要的步骤，仔细看拓扑图，做好接口标签，不要接错。

  6. 接好线之后，FortiSwitch和FortiGate之间会自动在后台进行FortiLink、CAPWAP、MSTP、聚合接口的协商加入等操作，等FortiLink的管理结束之后，在FortiGate上会看到一个网站的FortiSwitch拓扑图，和我们规划的拓扑图应该是一致的，可以仔细核对接线是否正确。

  7. 在FortiGate上进入无线&交换机控制器→FortiSwitch管理页面，查看交换机被管理状态，可以看到4台交换机均已上线。

    image-20230307143849762

  8. 修改视图为拓扑，可以更直观的看到当前防火墙与交换机的接口连接。

    image-20230309143537831

  9. 交换机加入到FortiGate的FortiLink，会先清除配置再重启，然后从standalone的状态进入到“Fortilink remote control”的状态，后续所有的配置都通过FortiGate下发即可。

  10. 编辑交换机，可以修改交换机名字以及升级版本，如果交换机很多的话，规划好的命名可以有效的迅速找到交换机的位置。

    image-20230223170155791

  11. FortiSwitch之间接多根线进行FortiLink互联，会默认自动聚合。其实接一根网线也是聚合的，只是聚合组里面只有一个接口而已，因此多根网线直连，这些直连的线都会自动加入到一个聚合接口里面（注意不能跨交换机，跨交换机的聚合是MCLAG）。

    FortiGate # exec ssh admin@10.255.1.2
Warning: Permanently added '10.255.1.2' (ED25519) to the list of known hosts.
admin@10.255.1.2's password: 

S108EN5918001303 # show switch trunk 
path=switch, objname=trunk, tablename=(null), size=752
config switch trunk
    edit "GT61FTK22054783"
        set mode lacp-active
        set auto-isl 1
        set fortilink 1
        set members "port7" "port8"         
    next
    edit "4ENTF20002824-0"
        set mode lacp-active
        set auto-isl 1
        set members "port5" "port6"         
    next
    edit "4ENTF22001220-0"
        set mode lacp-active
        set auto-isl 1
        set members "port3" "port4"         
    next
    edit "8EN5919002951-0"
        set mode lacp-active
        set auto-isl 1
        set members "port1" "port2"         
    next
end

  12. 另外建议给每台交换机命名一个名字，如果交换机很多的话，规划好的命名可以有效的迅速找到交换机的位置。

    image-20230307160524600

STP状态查看

  1. FortiLink之间的交换机互联，如果不用MCLAG的话，本质上是MSTP（多实例生成树）在整网统一的进行接口环路计算，从而实现网络的备份，与快速收敛恢复。 可以通过FGT的命令行界面用Telent/SSH到FortiSwitch上并分别查看四台FortiSwitch的STP状态。

    • 主核心交换机（303）上查看：

      FortiGate # exec ssh admin@10.255.1.2
Warning: Permanently added '10.255.1.2' (ED25519) to the list of known hosts.
admin@10.255.1.2's password: 

Primary_Core_Switch #  diagnose stp instance list
MST Instance Information, primary-Channel:
...
Instance ID 15 
  Config         Priority 24576, VLANs 4094
                 Bridge MAC e81cba1c0900
  Regional Root  MAC e81cba1c0900, Priority 24576, Path Cost 0
                 (This bridge is the regional root)
  //直连主FGT的FSW会自动将网桥优先级降低到：Priority 24576，因此整个FortiLink二层网络中，自己就是根网桥
  TCN Events     Triggered 10 (0d 0h 24m 59s ago), Received 67 (0d 0h 24m 26s ago)
  Port               Speed   Cost       Priority   Role         State        Flags
  ________________   ______  _________  _________  ___________  __________   _______________
  internal           1G      20000      128        DESIGNATED   FORWARDING   ED 
  GT61FTK22054783    2G      10000      128        DESIGNATED   FORWARDING   ED
  //与主FortiGate_FortiLink互联的自动生成的聚合接口，STP为指定接口，转发状态
  4ENTF22001220-0    2G      1          128        DESIGNATED   FORWARDING   EN
  //与序列号220结尾的FSW互联的自动生成的聚合接口，STP为指定接口，转发状态
  8EN5919002951-0    2G      1          128        DESIGNATED   FORWARDING   EN
  //与备核心交换机303互联的自动生成的聚合接口，STP为指定接口，转发状态
  Flags: EN(STP enable), ED(Edge), LP(Loop Protection Triggered)
  RG(Root Guard Triggered), BG(BPDU Guard Triggered), IC(PVST Port Inconsistent)
  MV(PVST Port Vlan Mismatch)

    • 备核心交换机（951）上查看：

      FortiGate # exec ssh admin@10.255.1.5
Warning: Permanently added '10.255.1.5' (ED25519) to the list of known hosts.
admin@10.255.1.2's password: 

Secondary_Core_Switch # diagnose stp instance list
MST Instance Information, primary-Channel:
...
Instance ID 15 
  Config         Priority 28672, VLANs 4094
                 Bridge MAC 04d59010ff48
                 //自己的MAC
  Regional Root  MAC e81cba1c0900, Priority 24576, Path Cost 1, Root Port 8EN5918001303-0
  //互联根网桥的信息：根网桥MAC e81cba1c0900，根网桥优先级 24576，互联根网桥的接口 8EN5918001303-0
  TCN Events     Triggered 4 (0d 0h 41m 4s ago), Received 2 (0d 0h 41m 32s ago)
  Port               Speed   Cost       Priority   Role         State        Flags
  ________________   ______  _________  _________  ___________  __________   _______________
  internal           1G      20000      128        DESIGNATED   FORWARDING   ED 
  8EN5918001303-0    2G      1          128        ROOT         FORWARDING   EN
  //与主核心交换机303互联的自动生成的聚合接口，STP为root接口，转发状态
  4ENTF20002824-0    2G      1          128        DESIGNATED   FORWARDING   EN 
  //与序列号824结尾的FSW互联的自动生成的聚合接口，STP为指定接口，转发状态
  GT61FTK22054602    2G      10000      128        DESIGNATED   FORWARDING   ED
  //与备FortiGate_FortiLink互联的自动生成的聚合接口，STP为指定接口，转发状态（但由于连的是备防火墙，实际物理口是discarding状态）
  Flags: EN(STP enable), ED(Edge), LP(Loop Protection Triggered)
  RG(Root Guard Triggered), BG(BPDU Guard Triggered), IC(PVST Port Inconsistent)
  MV(PVST Port Vlan Mismatch)

    • 接入交换机（220）上查看：

      FortiGate # exec ssh admin@10.255.1.3
admin@10.255.1.3's password: 

Access_TAC_Switch # diagnose stp instance list 
MST Instance Information, primary-Channel:
Instance ID 15 
  Config         Priority 28672, VLANs 4094
                 Bridge MAC ac712e465448
                 //自己的MAC地址
  Regional Root  MAC e81cba1c0900, Priority 24576, Path Cost 1, Root Port 8EN5918001303-0
  //互联根网桥的信息：根网桥MAC e81cba1c0900，根网桥优先级 24576，互联根网桥的接口8EN5918001303-0
  TCN Events     Triggered 1 (0d 1h 12m 46s ago), Received 6 (0d 1h 9m 25s ago)
  Port               Speed   Cost       Priority   Role         State        Flags
  ________________   ______  _________  _________  ___________  __________   _______________
  internal           1G      20000      128        DESIGNATED   FORWARDING   ED 
  8EN5918001303-0    2G      1          128        ROOT         FORWARDING   EN 
  //接主核心交换机303，STP为根接口，转发状态
  4ENTF20002824-0    2G      1          128        DESIGNATED   FORWARDING   EN 
  //接Sales接入交换机824，STP为指定接口，转发状态
  Flags: EN(STP enable), ED(Edge), LP(Loop Protection Triggered)
  RG(Root Guard Triggered), BG(BPDU Guard Triggered), IC(PVST Port Inconsistent)
  MV(PVST Port Vlan Mismatch)

    • 接入交换机（824）上查看：

      FortiGate # exec ssh admin@10.255.1.4
admin@10.255.1.4's password: 

Access_Sales_Switch # diagnose stp instance list 
MST Instance Information, primary-Channel:
Instance ID 15 
  Config         Priority 28672, VLANs 4094
                 Bridge MAC e023ff54e7e0
                 //自己的MAC地址
  Regional Root  MAC e81cba1c0900, Priority 24576, Path Cost 1, Root Port 8EN5918001303-0
  //互联根网桥的信息：根网桥MAC e81cba1c0900，根网桥优先级 24576，互联根网桥的接口8EN5918001303-0
  TCN Events     Triggered 1 (0d 1h 22m 45s ago), Received 7 (0d 1h 18m 58s ago)
  Port               Speed   Cost       Priority   Role         State        Flags
  ________________   ______  _________  _________  ___________  __________   _______________
  internal           1G      20000      128        DESIGNATED   FORWARDING   ED 
  4ENTF22001220-0    2G      1          128        ALTERNATIVE  DISCARDING   EN 
  //接TAC接入交换机303，STP为备份接口ALTERNATIVE DISCARDING，处于阻塞状态
  8EN5919002951-0    2G      1          128        ROOT         FORWARDING   EN 
  //接备核心交换机951，STP为根接口，转发状态
  Flags: EN(STP enable), ED(Edge), LP(Loop Protection Triggered)
  RG(Root Guard Triggered), BG(BPDU Guard Triggered), IC(PVST Port Inconsistent)
  MV(PVST Port Vlan Mismatch)

  2. FortiLink组网中STP是很重要部分，通常STP是一个稳定的状态，一旦出现FortiLink不稳定，则需要观察STP的状态和选举结果，从中找到相关线索，以便查出为何STP不稳定的原因，对于排错来说是很重要的。

  3. FortiLink+STP稳定状态的实际数据转发拓扑图如下。

    image-20230309141506544

  4. 在FortiGate查看交换机管理状态。

    FortiGate # execute switch-controller get-conn-status
Managed-devices in current vdom root:
FortiLink interface : fortilink
SWITCH-ID         VERSION           STATUS         FLAG   ADDRESS              JOIN-TIME            NAME            
S108EN5918001303  v7.0.6 (092)      Authorized/Up   -   10.255.1.2      Mon Mar  6 18:20:48 2023    Primary_Core_Switch
S224ENTF20002824  v7.0.6 (092)      Authorized/Up   -   10.255.1.4      Tue Mar  7 14:32:14 2023    Access_Sales_Switch
S224ENTF22001220  v7.0.6 (092)      Authorized/Up   -   10.255.1.3      Tue Mar  7 14:32:43 2023    Access_TAC_Switch
S108EN5919002951  v7.0.6 (092)      Authorized/Up   -   10.255.1.5      Tue Mar  7 14:35:03 2023    Secondary_Core_Switch
         Flags: C=config sync, U=upgrading, S=staged, D=delayed reboot pending, E=config sync error, 3=L3
         Managed-Switches: 4 (UP: 4 DOWN: 0)

  5. 最后不要忘记，在FortiLink的聚合接口和FortiLink管理配置完毕，记得把这个FortiLink聚合接口加入到HA的监控接口列表中，这样当主核心交换机挂了（比如断电）之后，业务才可以平稳切换到备防火墙上。

    image-20230307161011297

创建VLAN

  1. FortiGate通过FortiLink + Capwap协议统一的接管FortiSwitch和FortiAP，为有线和无线统一进行管理和业务处理。

  2. 进入FortiGate的无线&交换机控制器→FortiSwitch VLAN页面，新建有线网络VLAN 10、员工无线网络VLAN 20、访客无线网络VLAN 30、管理FortiAP VLAN 99。注意管理FortiAP的VLAN接口要开启Security Fabric，包含CAPWAP。

    image-20230222160911132

    image-20230222161216297

    image-20230222163229617

    image-20230222163201839

    image-20230222162904597

  3. VLAN创建完成。

    image-20230222163116635

分配VLAN

image-20230309150804082

  1. Sales接入交换机的port1接FortiAP，配置为Trunk模式，允许 VLAN20和VLAN30，VLAN20用于WIFI-STAFF的SSID用户，VLAN30用于WIFI-GUEST的SSID用户。另外本地VLAN设置为VLAN 99，用于FortiAP的管理（FortiAP的管理相当于使用不打vlan-tag的VLAN 99，本地VLAN默认是VLAN 1，因此只需要将本地VLAN设置为VLAN 99即可）。

    image-20230309150317793

  2. TAC接入交换机的Port2接具体的物理PC，因此只需要将Port2设置为access口，分配VLAN 10即可，用FortiSwitch的概念来说就是将本地VLAN设置为VLAN 10，本地VLAN不打vlan-tag，相当于就是设置接口为access vlan 10。

    image-20230309150146640

无线配置

  1. FortiAP连接后，会通过VLAN 99的DHCP获取到192.168.99.0/24网段的IP地址。

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  2. 在之前的配置中，VLAN 99的接口开启了CAPWAP协议（包含在Security Fabric中），激活了FortiGate的无线管理功能，这时候FortiAP会自动找到FGT进行注册。因此在FortiAP管理的地方可以看到这个FortiAP的信息（如果没有看到检查配置，并将FortiAP恢复出厂，让FortiAP重新获取IP地址并发起注册）。

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  3. 右键点击上图中等待认证的FortiAP，点击授权按钮，等待几分钟，FortiAP成功上线。

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  4. 编辑FortiAP设置，配置FortiAP的名称，或进行升级操作。

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  5. 进入无线&交换机控制器→SSIDs页面，点击新建按钮。

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  6. 新建SSID：Fortinet_WiFi_Staff VLAN 20用于员工WIFI使用，Fortinet_WiFi_Guest VLAN 30用于访客WiFi使用。

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  7. 将SSID关联到FortiAP上，然后让FortiAP发布无线SSID信号，这样用户就可以通过SSID连接到无线了。进入FortiAP配置文件页面，编辑FortiAP关联的配置文件。

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  8. 桥模式的SSID需要在FortiAP配置文件里面手工指定一下，另外下图标示出的配置为推荐配置。

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  9. FortiAP会自动关联到这个FortiAP配置文件里面的内容，发起SSID的信号。

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SD-WAN配置

  1. 将wan1和wan2加入SD-WAN接口，并配置各自的网关。

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  2. 添加SD-WAN的默认路由。

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  3. 配置SD-WAN的SLA，以便wan1和wan2相互备份和切换。

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  4. SD-WAN规则可根据需求配置，这里保持默认的按照源IP负载均衡。

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安全策略配置

  1. 需求与规划：

    • 员工的有线与无线都需要访问互联网
    • 访客的无线仅仅可以访问互联网
    • 员工的有线和无线需要互访

  2. 建议将防火墙的接口划分区域，以区域的方式配置策略，有时候可以做到简化配置的目的，甚至未来替换设备的时候，策略的备份和还原也会更加简单一些。规划区域两个区域：

    • 员工网络区域：包括员工的有线VLAN 10和员工的无线VLAN 20 （区域之间的隔离关闭，这样VLAN 10和VLAN 20之间的数据可通）
    • 访问网络区域：包括访问的无线VLAN 30

  3. 进入网络→接口页面，新建所属区域。

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  4. 分别创建Staff_Zone（包含VLAN 10和VLAN20）和Guest_Zone（包含VLAN30）。

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  5. 如此只需要配置两条策略，就可以实现我们规划的需求，新建Staff-Zone到SD-WAN与Guest-Zone到SD-WAN的安全策略。

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结果验证

客户端访问

  1. 进入无线&交换机控制器→WiFi客户端，查看在线的无线客户端。可以看到WiFi_Staff和WiFi_Guest各有一个终端在线。

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  2. 在DHCP状态检测中查看所有的客户端信息，可以看到有线网络的PC也正常上线。

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  3. 有线网络（VLAN 10）用户访问互联网。

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  4. 无线网络用户访问互联网。

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  5. 使用VLAN 20下的客户端访问VLAN 20下的另一个客户端（Staff区域）。

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  6. 使用VLAN 30下的客户端访问VLAN 30下的另一个客户端（Guest区域），可以看到由于该区域配置了禁止相互访问，所以VLAN 30下的客户端是无法互相访问的。

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FortiLink切换测试

  1. 在我们的测试场景下FortiLink聚合接口的a和b是同时UP起来的，如果a或b DOWN（不能同时DOWN），是否有影响业务呢？

  2. 经过测试，DOWN a或b接口，客户端丢包1个或者不丢包。

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HA切换测试

  1. 重启当前主防火墙查看内网PC丢包情况，HA切换丢包1个。

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  2. 此时查看原备（新主）防火墙的FortiLink交换机接管状态，流量全部会切换到备防火墙和备核心交换机上（FortiGate HA主备切换后，原主FortiGate下的核心交换机会在新主FortiGate重新上线）。

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