第二代智能弹性技术IRF2在贵州气象网络中的应用

方 斌，邹 蓓，汤 宁，袁 顺

(贵州省气象信息中心，贵州 贵阳 550002)

第二代智能弹性技术IRF2在贵州气象网络中的应用

方 斌，邹 蓓，汤 宁，袁 顺

(贵州省气象信息中心，贵州 贵阳 550002)

随着网络技术的发展，贵州气象局原有的以VRRP协议(Virtual Router Redundancy Protocol，简称VRRP)［虚拟路由冗余协议］为基础的系统已经满足不了业务发展的需求，对网络进行平滑升级和扩容就迫在眉睫，而一个全新的系统IRF2［Intelligent Resilient Framework］智能弹性架构系统以它的各方面的优越性展现在业务人员面前。通过对IRF2和VRRF的了解和比较能更好地了解系统升级的必要性。

VRRP协议;核心交换机升级;IRF2;优越性

1 引言

IRF2是H3C在第一代智能弹性架构技术基础上持续优化和开发所推出的新一代技术。它可以通过虚拟化将多台互联的物理设备视为一台逻辑设备，为用户带来简化管理，简化网络业务、弹性扩展。随着网络技术的发展，越来越多的用户需要通过接入设备访问核心交换机，对网络进行平滑升级和扩容就迫在眉睫。而通过IRF2技术可以将设备接入端口数进行扩充，最大可以扩充到400个或者更多的端口数，并且向用户提供高可靠、高可扩展性的网络。端口数的无限扩充以及对网络可靠性要求的提高，最主要的是原有VRRP系统存在着一个最大的缺陷，就是如果主控交换机出现问题，要切换到备份交换机工作时必须对整个系统的IP和网关重新设置，很是麻烦，而IRF2系统正好解决了这个问题。

2 原有系统概述

2.1 VRRP协议简述

在基于TCP/IP协议的网络中，为了保证不直接物理连接的设备之间的通信，必须指定路由。目前常用的指定路由的方法有两种：一种是通过路由协议动态学习;另一种是静态配置。在每一个终端都运行动态路由协议是不现实的，大多客户端操作系统平台都不支持动态路由协议，即使支持也受到管理开销、收敛度、安全性等许多问题的限制。因此普遍采用对终端IP设备静态路由配置，一般是给终端设备指定一个或者多个默认网关(Default Gateway)。静态路由的方法简化了网络管理的复杂度和减轻了终端设备的通信开销，但是它仍然有一个缺点：如果作为默认网关的路由器损坏，所有使用该网关为下一跳主机的通信必然要中断。即便配置了多个默认网关，如不重新启动终端设备，也不能切换到新的网关。采用虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，简称 VRRP)可以很好的避免静态指定网关的缺陷。

在VRRP协议中，有两组重要的概念：VRRP路由器和虚拟路由器，主控路由器和备份路由器。VRRP路由器是指运行VRRP的路由器，是物理实体，虚拟路由器是指VRRP协议创建的，是逻辑概念。一组VRRP路由器协同工作，共同构成一台虚拟路由器。该虚拟路由器对外表现为一个具有唯一固定IP地址和MAC地址的逻辑路由器。处于同一个VRRP组中的路由器具有两种互斥的角色：主控路由器和备份路由器，一个VRRP组中有且只有一台处于主控角色的路由器，可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。VRRP协议使用选择策略从路由器组中选出一台作为主控，负责ARP相应和转发IP数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当由于某种原因主控路由器发生故障时，备份路由器能升级为主路由器。

图1 VRRP协议系统

2.2 原贵州省气象局核心交换机系统概述

由图1可见，原贵州省气象局核心交换机系统主要由交换机6506通过VRRP协议用千兆光纤联接交换机6503构成了一组VRRP交换机，交换机6506作为主控交换机，而交换机6503作为备份交换机。然后通过千兆光纤连接到各业务单位的交换机上。平时6506工作，而6503处于待命状态，当6506出现故障时，6503就升级为主控交换机工作。

但是随着网络技术的发展，越来越多的用户需要通过接入设备访问核心交换机，对网络进行平滑升级和扩容就迫在眉睫。而通过IRF2技术可以将设备接入端口数进行扩充，最大可以扩充到400个或者更多的端口数，并且向用户提供高可靠、高可扩展性的网络。端口数的无限扩充以及对网络可靠性要求的提高。最主要的是原有VRRP系统存在着一个最大的缺陷，就是如果主控6506交换机出现问题，要切换到备份6503交换机工作时必须对整个系统的IP和网关重新设置，很是麻烦，而IRF2系统正好解决了这个问题。

3 IRF2系统概述

3.1 何谓IRF2

IRF2技术是一种分布式的网络技术，它使网络的构建者们能够构建具备高可用性和可伸缩性的网络核心，其性能、配置能力和可伸缩性都可以与网络同步增长，避免了集中式网络核心设备所需的一次性较大投入以及物理限制等问题。

3.2 升级后的贵州省气象局核心交换机系统概述

图2 IRF2系统

图2为升级后的贵州省气象局核心交换机系统，主要由两个交换机主7506E和备7506E通过链路聚合成一个热备份联合交换机，然后再连接到各个业务单位的交换机上。

3.3 升级后的核心交换机核心系统配置说明

4 现有系统的优势

4.1 高性能

由于IRF2设备是由多个支持IRF2特性的单机设备堆叠而成的，IRF2设备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堆叠，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。

4.2 扩展性

IRF2技术最大支持8台设备的堆叠，用户可以按照自身的需要购买IRF2交换机。由于业务的需要，如果用户需要扩展网络的容量，只需要堆叠更多的IRF2交换机，就可以达到扩容的目的。IRF2技术极大的保护了用户以前的投资，提高用户的投资效率。以往的VRRP系统就不能也不需要堆叠那么多交换机，因为同一VRRP组承担备用角色的交换机不对该组路由使能，处于待命状态。

4.3 分布式设备管理

支持IRF2技术的多台设备可以被看成是一台统一的设备来管理。如图2中主7506E和备7506E就构成了一个统一的设备，用户可以同时对其进行管理。而以前的VRRP系统就只能对主控交换机进行管理。

4.4 高效的配置管理

IRF2技术最多可以连接8台设备组成一个fabric，无论是管理特性、还是转发特性，在用户看来，fabric就像是一台设备在运行。组成fabric的每台设备具有相同的桥MAC地址，单一管理IP地址和三层转发地址。用户无论通过何种方式(console口、telnet、snmp)连接到 fabric内的一台设备上，对fabric的配置只需要执行一次，fabric内的所有设备都将得到配置。而以往的VRRP系统必须对备份交换机进行切换才能进行工作。

4.5 软件版本升级

相对于以前的VRRP系统，对堆叠体内多台单机进行软件升级的操作将要执行多次，而IRF2交换机，通过WEB网管，用户只需要执行一次操作，就可以实现fabric内所有unit的软件的自动升级。

4.6 设备的热插拔

组成fabric的设备可以任意的插入和拔出，而不会影响当前fabric的正常运行。

当一台设备通过堆叠线接入到一个正在运行的fabric内，原有的fabric就会检测到新的设备，同时验证新设备是否可以加入到fabric，如果验证通过，新加入的设备将会得到原有的全局配置信息和转发信息，同时将自己设备特有的配置和转发信息散发到fabric内，经过短暂的信息交互后，新加入的设备就可以参与转发了。而这个过程丝毫没有影响原有设备转发过程。当然，这个过程也可以是两个现有的fabric进行合并，现有的转发不会受到影响。

当从fabric断开一台或者多台unit，与该设备相关的配置、转发信息将被从剩余的设备内删除，因而不会造成转发失败。

同时，分离出去的unit可能会自己形成一个新的fabric，由于fabric内所有的配置都是相同的，如果原来配置有三层接口，分离出去的fabric可能会和原来的fabric发生IP地址冲突，即在网络中不同的设备上有相同的IP地址配置。为了避免这种情况发生，IRF2使用Resilient Arp技术，探测fabric发生分离的unit之间是否存在IP地址冲突，如果存在，则把其中之一的设备降为二层设备使用，避免冲突而引起网络路由的振荡。

总之，与以前的 VRRP系统相比，升级后的IRF2系统具有了明显的优势，因此这次的升级改造是必须也是必要的。为了给我国气象事业提供优质的服务保障，新技术必然要不断的被带入气象通信领域，所以对新技术的了解、学习、开发和应用应该成为今后气象通信工作的一个重要组成部分。

TP311

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1003-6598(2011)03-0045-03

2011-04-07

方斌(1976-)，男(侗族)，助工，主要从事信息通信工作。