虛擬交換技術(shù)IRF介紹

虛擬交換技術(shù)IRF介紹及應(yīng)用案例1虛擬交換技術(shù)IRF基本介紹虛擬化技術(shù)是當前企業(yè)IT技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)注焦點，采用虛擬化來優(yōu)化IT架構(gòu)、提升IT系統(tǒng)運行效率是當前技術(shù)發(fā)展的方向。對于服務(wù)器或應(yīng)用的虛擬化架構(gòu)，IT行業(yè)相對比較熟悉：在服務(wù)器上采用虛擬化軟件運行多臺虛擬機(VM---VirtualMachine)，以提升物理資源利用效率，可視為1:N的虛擬化；另一方面，將多臺物理服務(wù)器整合起來，對外提供更為強大的處理性能(如負載均衡集群)，可視為N:1的虛擬化。我們知道，以太網(wǎng)是廣播性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，一旦鏈路成環(huán)路很容易導致廣播風暴，耗盡網(wǎng)絡(luò)鏈路及設(shè)備資源。然而在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署中，為了保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和鏈路的高可靠，往往通過引入雙機熱備、雙鏈路雙歸屬的冗余方式組網(wǎng)，引入MSTP+VRRP協(xié)議來實現(xiàn)鏈路和設(shè)備網(wǎng)關(guān)的熱備，這種部署方式必然會帶來網(wǎng)絡(luò)環(huán)路和復(fù)雜度的增加。對于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來說，虛擬化技術(shù)也有相同的體現(xiàn)：在一套物理網(wǎng)絡(luò)上采用VPN或VRF技術(shù)劃分出多個相互隔離的邏輯網(wǎng)絡(luò)，是1:N的虛擬化；將多個物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合成一臺邏輯設(shè)備，簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是N:1虛擬化。H3C虛擬化技術(shù)IRF2屬于N:1整合型虛擬化技術(shù)范疇。IRF（IntelligentResilientFramework，智能彈性架構(gòu)）是H3C自主研發(fā)的交換機虛擬化技術(shù)。它的核心思想是將多臺物理設(shè)備虛擬化成一臺“虛擬設(shè)備”，實現(xiàn)N：1的橫向虛擬化整合。使用這種虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)多臺設(shè)備的協(xié)同工作、統(tǒng)一管理和不間斷維護。為了便于描述，這個“虛擬設(shè)備”也稱為IRF。虛擬化IRF技術(shù)，目前H3C交換機虛擬化已經(jīng)由IRF1，演變?yōu)榱薎RF2。其中，IRF2源自早期的堆疊技術(shù)，H3C或稱為IRF1。因此從技術(shù)的主流性，本文IRF2只討論IRF2。圖例中所示IRF指IRF2。IRF1堆疊就是將多臺盒式設(shè)備通過堆疊口連接起來形成一臺虛擬的邏輯設(shè)備。用戶對這臺虛擬設(shè)備進行管理，來實現(xiàn)對堆疊中的所有設(shè)備的管理。這種虛擬設(shè)備既具有盒式設(shè)備的低成本優(yōu)點，又具有框式分布式設(shè)備的擴展性以及高可靠性優(yōu)點，早期在H3CS3600/S5600上提供此類解決方案。IRF2既支持對盒式設(shè)備的堆疊虛擬化，同時支持H3C同系列框式設(shè)備的虛擬化（如圖1所示）：包括S12500，S9500E，S7500E，S5800，S5500，S5120EI各系列內(nèi)的IRF2虛擬化整合。圖1基于IRF2的虛擬化IRF2技術(shù)的軟件體系架構(gòu)如圖2所示。IRF2虛擬化功能模擬出虛擬的設(shè)備，設(shè)備管理同時管理IRF2的虛擬設(shè)備與真實的物理設(shè)備，屏蔽其差異。而對于運行在此系統(tǒng)上的上層應(yīng)用軟件來說，通過設(shè)備管理層的屏蔽，已經(jīng)消除了IRF2系統(tǒng)中不同設(shè)備物理上的差異，因此，對于單一運行的物理設(shè)備或IR2虛擬出來的設(shè)備，上層軟件都不需要做任何的修改，并且對于上層軟件系統(tǒng)新增的功能，可同步應(yīng)用于所有硬件設(shè)備。IRF2虛擬化模塊：自動進行IRF2系統(tǒng)的拓撲收集、角色選舉，并將設(shè)備組虛擬成單一的邏輯設(shè)備，上層軟件所見只是一臺設(shè)備。硬件系統(tǒng)：IRF2組內(nèi)的硬件設(shè)備及組件。設(shè)備管理層：提供對線卡、接口等各種設(shè)備資源的管理。這里的設(shè)備包括對硬件的抽象，也包括通過IRF2虛擬化發(fā)現(xiàn)的邏輯設(shè)備。系統(tǒng)管理與上層應(yīng)用模塊：運行在IRF2系統(tǒng)上的所有管理、控制程序，包括各種路由協(xié)議模塊、鏈路層協(xié)議模塊等。使用IRF2擴展系統(tǒng)處理能力。使用IRF2擴展系統(tǒng)處理能力如圖所示。當中心的交換機轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足需求時，可以增加新交換機與原交換機組成IRF2系統(tǒng)來實現(xiàn)。若一臺交換機轉(zhuǎn)發(fā)能力為64MPPS，則通過增加一臺交換機進行擴展后，整個IRF2設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力為128MPPS。需要強調(diào)的是，是整個IRF2設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力整體提高，而不是單個交換機的轉(zhuǎn)發(fā)能力提高。圖4使用IRF2擴展系統(tǒng)處理能力組網(wǎng)圖使用IRF2擴展帶寬。使用IRF2擴展帶寬如圖所示，當邊緣交換機上行帶寬增加時，可以增加新交換機與原交換機組成IRF2系統(tǒng)來實現(xiàn)。將成員設(shè)備的多條物理鏈路配置成一個聚合組，可以增加到中心交換機的帶寬。而對中心交換機的而言，邊緣交換機的數(shù)量并沒有變化，物理上的兩臺交換機看起來就是一臺交換機，原有交換機會將當前的配置批量備份到新加入的交換機。因此，這種變化對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和配置影響很小。圖5使用IRF2擴展帶寬組網(wǎng)圖使用IRF2簡化組網(wǎng)。使用IRF2簡化組網(wǎng)如圖所示，使用IRF2后，匯聚層的多個設(shè)備成為了一個單一的邏輯設(shè)備，接入設(shè)備直接連接到虛擬設(shè)備。這個簡化后的組網(wǎng)不再需要使用MSTP、VRRP協(xié)議，簡化了網(wǎng)絡(luò)配置。同時依靠跨設(shè)備的鏈路聚合，在成員出現(xiàn)故障時不再依賴MSTP、VRRP等