虚拟交换技术IRF介绍

1、虚拟交换技术IRF介绍及应用案例:拟交换技术IRF基本介绍虚拟化技术是当前企业IT技术领域的关注焦点，采用虚拟化来优化IT架构、提升 IT系统运行效率是当前技术发展的方向。对于服务器或应用的虚拟化架构，IT行业相对比较熟悉：在服务器上采用虚拟化软 件运行多台虚拟机（VM-Virtual Machine），以提升物理资源利用效率，可视为1:N的虚 拟化；另一方面，将多台物理服务器整合起来，对外提供更为强大的处理性能（如负载 均衡集群），可视为N:1的虚拟化。我们知道，以太网是广播性质的网络，一旦链路成环路很容易导致广播风暴，耗尽 网络链路及设备资源。然而在传统的数据中心网络部署中，为了保证网络设

2、备和链路的 高可靠，往往通过引入双机热备、双链路双归属的冗余方式组网，引入MSTP+VRRP协 议来实现链路和设备网关的热备，这种部署方式必然会带来网络环路和复杂度的增加。对于基础网络来说，虚拟化技术也有相同的体现：在一套物理网络上采用VPN或 VRF技术划分出多个相互隔离的逻辑网络，是1:N的虚拟化；将多个物理网络设备整合 成一台逻辑设备，简化网络架构，是N:1虚拟化。H3C虚拟化技术IRF2属于N:1整合 型虚拟化技术范畴。IRF（Intelligent Resilient Framework，智能弹性架构）是H3C自主研发的交换机虚拟 化技术。它的核心思想是将多台物理设备虚拟化成一台“虚

3、拟设备”实现N： 1的横向 虚拟化整合。使用这种虚拟化技术可以实现多台设备的协同工作、统一管理和不间断维 护。为了便于描述，这个“虚拟设备”也称为IRF。虚拟化IRF技术，目前H3C交换机虚拟化已经由IRF1，演变为了 IRF2。其中，IRF2 源自早期的堆叠技术，H3C或称为IRF1。因此从技术的主流性，本文IRF2只讨论IRF2。图例中所示IRF指IRF2。IRF1堆叠就是将多台盒式设备通过堆叠口连接起来形成一台虚拟的逻辑设备。用户 对这台虚拟设备进行管理，来实现对堆叠中的所有设备的管理。这种虚拟设备既具有盒 式设备的低成本优点，又具有框式分布式设备的扩展性以及高可靠性优点，早期在H3C

4、S3600/S5600上提供此类解决方案。IRF2既支持对盒式设备的堆叠虚拟化，同时支持H3C同系列框式设备的虚拟化（如 图 1 所示）：包括 S12500，S9500E，S7500E，S5800，S5500，S5120EI 各系列内的 IRF2 虚拟化整合。图1基于IRF2的虚拟化IRF2技术的软件体系架构如图2所示。IRF2虚拟化功能模拟出虚拟的设备，设备管 理同时管理IRF2的虚拟设备与真实的物理设备，屏蔽其差异。而对于运行在此系统上 的上层应用软件来说，通过设备管理层的屏蔽，已经消除了 IRF2系统中不同设备物理 上的差异，因此，对于单一运行的物理设备或IR2虚拟出来的设备，上层软件都

5、不需要 做任何的修改，并且对于上层软件系统新增的功能，可同步应用于所有硬件设备。IRF2虚拟化模块：自动进行IRF2系统的拓扑收集、角色选举，并将设备组虚拟成 单一的逻辑设备，上层软件所见只是一台设备。硬件系统：IRF2组内的硬件设备及组件。设备管理层：提供对线卡、接口等各种设备资源的管理。这里的设备包括对硬件的 抽象，也包括通过IRF2虚拟化发现的逻辑设备。系统管理与上层应用模块：运行在IRF2系统上的所有管理、控制程序，包括各种 路由协议模块、链路层协议模块等。图2 图2 IRF2基本软件架构IRF2作为通用的虚拟化技术平台，对不同形态产品的采用相同技术架构实现，便于 整网运行特征一致性、

6、升级能力一致性。:拟交换技术IRF2:拟交换技术IRF2的优点简化管理。IRF2形成之后，用户通过任意成员设备的任意端口均可以登录IRF2系统，对IRF2 内所有成员设备进行统一管理。而不用物理连接到每台成员设备上分别对它们进行配置 和管理。简化网络运行。IRF2形成的虚拟设备中运行的各种控制协议也是作为单一设备统一运行的，例如路 由协议会作为单一设备统一计算。这样省去了设备间大量协议报文的交互，简化了网络 运行，缩短了网络动荡时的收敛时间。IRF2技术的这一特性是常见的集群技术所不具备 的，后者仅仅能完成设备管理上的统一，而集群中的设备在网络中仍然分别作为独立节 点运行。强大的网络扩展能力。

7、通过增加成员设备，可以轻松自如的扩展IRF2系统的端口数、带宽和处理能力。保护用户投资。由于具有强大的扩展能力，当用户进行网络升级时，不需要替换掉原有设备，只需 要增加新设备既可。很好的保护了用户投资。高可靠性。IRF2的高可靠性体现在多个方面，例如：成员设备之间IRF2物理端口支持聚合功 能，IRF2系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能，这样通过多链路备份提 高了 IRF2系统的可靠性；IRF2系统由多台成员设备组成，Master设备负责IRF2系统的 运行、管理和维护，Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务，一旦Master设备故 障，系统会迅速自动选举新的Master，以

8、保证通过IRF2系统的业务不中断，从而实现 了设备的1:N备份。IRF2是网络可靠性保障的最优解决方案。 高性能。由于IRF2系统是由多个支持IRF2特性的单机设备虚拟化而成的，IRF2系统的交换 容量和端口数量就是IRF2内部所有单机设备交换容量和端口数量的总和。因此，IRF2 技术能够通过多个单机设备的虚拟化，轻易的将设备的核心交换能力、用户端口的密度 扩大数倍，从而大幅度提高了设备的性能。:拟交换技术IRF2:拟交换技术IRF2组网应用使用IRF2扩展端口数量。使用IRF2扩展端口数量如图所示。当接入的用户数增加到原交换机端口密度不能 满足接入需求时，可以通过在原有的IRF2系统中增加新

9、的交换机而得到满足。IRF使用IRF2扩展系统处理能力。使用IRF2扩展系统处理能力如图所示。当中心的交换机转发能力不能满足需求时，可 以 增加新交换机与原交换机组成IRF2系统来实现。若一台交换机转发能力为64M PPS，则 通过增加一台交换机进行扩展后，整个IRF2设备的转发能力为128M PPS。需要强调的 是，是整个IRF2设备的转发能力整体提高，而不是单个交换机的转发能力提高。图4 使用IRF2扩展系统处理能力组网图使用IRF2扩展带宽。使用IRF2扩展带宽如图所示，当边缘交换机上行带宽增加时，可以增加新交换机 与原交换机组成IRF2系统来实现。将成员设备的多条物理链路配置成一个聚合组，可 以增加到中心交换机的带宽。而对中心交换机的而言，边缘交换机的数量并没有变化， 物理上的两台交换机看起来就是一台交换机，原有交换机会将当前的配置批量备份到新 加入的交换机。因此，这种变化对网络规划和配置影响很小。使用IRF2简化组网如图所示，使用IRF2后，汇聚层的多个设备成为了一个单一的 逻辑设备，接入设备直接连接到虚拟设备。这个简化后的组网不再需要使用MSTP、VRRP 协议，简化了网络配置。同时依靠跨设备的链路聚合，在成员出现故障时不再依赖MSTP、 VRRP等协议的收敛，提高了可靠性。传统STP + VRRP租网IRF虚拟化蛆网O