IRF虚拟化技术工程应用研究

蒋建峰 JIANG Jian-feng

（苏州工业园区服务外包职业学院，苏州 215123）

（Suzhou Industrial Park Institute of Services Outsourcing，Suzhou 215123，China）

0 引言

交换机的虚拟化技术、交换机主板的延伸扩展技术、大规模网络技术是数据中心网络云计算的关键技术，可以实现一个数据的中心处理不同的业务，以及建立无阻塞的超大规模数据中心网络。H3C公司提出的弹性智能架构IRF就是目前交换机虚拟化技术中的主流技术。

1 IRF关键技术

1.1 IRF介绍

智能弹性架构IRF（Intelligent Resilient Framework）是H3C自主研发、实现交换机虚拟化的技术。它的关键思想是将物理上的多台设备通过专业线缆把IRF物理端口直连在一起，配置后，能虚拟化成一台逻辑上的交换机。使用这种技术可以让多台物理交换机的协同工作、不间断维护和统一管理。

1.2 IRF基本概念

1.2.1 成员角色 所有IRF组中的设备都称为成员设备，成员设备的角色分为两类：

主设备，称为Master，负责整个IRF组管理。备份设备，称为Slave，是主设备的备份。当主设备故障时，系统将会从备用设备中选举一个新的设备来接替原Master的工作。Master和Slave均由选举产生，优先级是决定设备选举的参数。一个IRF组中只能有一台主设备Master，其它所有成员都是Slave设备。

1.2.2 逻辑端口与物理端口 IRF中进行协商的逻辑接口，分别是IRF-Port1与IRF-Port2。它们必须与物理接口绑定才能生效。设备上用于连接的真实端口是物理端口。一般情况下，光口或者是以太网口负责业务报文的转发，一旦与IRF端口绑定，他们就作为IRF物理端口，负责转发成员设备之间的报文。

1.2.3 IRF合并与分裂 如图1中两个IRF交换机，物理口已通过专用线缆连接，这样就形成一个IRF组，逻辑上就成为一个设备，此过程就是IRF合并。

图1 IRF合并组图

图2是IRF组分裂的过程示意图，由于IRF物理链路故障，从而导致相连的接口不能通信，一个IRF组分裂后，变成两个IRF，此过程就是IRF分裂。

图2 IRF分裂组图

1.2.4 优先级 优先级是决定成员选举的属性，其作用是用于角色的确定，在选举过程中，优先级数值最大，也就是优先级最高的设备将成为Master。优先级数值的缺省值是1，如果想固定主设备，需要在组建IRF前，通过命令进行手工设置，提高该设备的优先级数值，一般情况下设置数值255为最大值。

1.2.5 IRF组网拓扑结构 IRF有两种拓扑连接结构：环形与链形，如图3所示。

在链形连接中，任何一条链路故障时，都会促使IRF分裂；而在环形拓扑中，有两条链路保证了可靠性，其中一条故障时会形成链形结构，因此不会影响IRF的业务。

图3 IRF连接拓扑分类

链形连接对于拓扑的要求比较低，因此主要用于离散成员设备之间的组网。

1.2.6 多IRF分裂冲突检测（MAD检测） IRF链路故障时，会导致两个IRF产生。如果这两个IRF都配置了相同的IP，整个网络就会引起IP冲突导致故障。所以为了提高可靠性，当IRF分裂时，需要检测机制能够检测出冲突的情况，避免网络中共存多个IRF单体，降低IRF分裂对整体网络的影响。MAD（Multi-Active Detection，多活检测）检测机制能够处理分裂的冲突问题。

通过链路聚合控制协议（LACP），双向转发检测（BFD）或ARP来检测网络中的多IRF冲突。

2 IRF工程应用

2.1 工程需求

由于总公司人员规模扩大，接入层设备的端口数目已经远不能满足需求。现在需要接入新的设备，但是不能影响以前的业务，并要求实现网络的易维护与管理。

2.2 组网拓扑

图4 IRF典型配置拓扑

2.3 相关重要配置命令（主要提供A设备的配置参考命令）

①配置设备编号。[B]irf member 1 renumber 10//设定成员编号，一般不能设置相同的编号。

②创建设备的IRF端口，与物理端口绑定，并保存配置。

[A-Ten-GigabitEthernet1/0/25]shut//加入IRF组前必须关闭端口

[A]irf-port 1/2//IRF组号

[A-irf-port 1/2]port group interface ten-gigabit 1/0/25//端口加入相应的组

[A-Ten-GigabitEthernet1/0/25]un shut

[A-Ten-GigabitEthernet1/0/25]save//必须保存后才能生效

[B]irf-port 2/1//IRF组号

[B-irf-port 2/1]port group inter ten-gigabit 2/0/26//加入组

③激活A的IRF端口配置。

[A]irf-port-config active

④配置BFD MAD检测。

[A]vlan 9

[A-vlan9]port gigabit 1/0/1 gigabit 2/0/1

[A]inter vlan 9

[A-Vlan-interface9]mad bfd en

[A-Vlan-interface9]mad ip add 192.168.2.1 24 mem 1//设置成员BFD检测的IP地址

[A-Vlan-interface9]mad ip add 192.168.2.2 24 mem 10//两个IP地址应属于同一网段

[A-gigabitethernet-1/0/1]un stp en

3 结束语

网络虚拟化技术已经成为数据中心与云计算的关键技术，已经成为当前IT领域的热门研究，越来越多的用户可以认可和接受，优化网络结构、简化网络管理与配置，提升系统效率是当前技术发展的关键与方向，随着IRF2（即第二代智能弹性架构）技术的出现，交换机虚拟化技术的应用将大为扩展与推广，必将带来全网业务的简化。本文说明了IRF的基本概念与具体应用过程，分别阐述了IRF的关键技术，专业术语，配置命令等。以实际工程应用的配置实验为例，说明了IRF的应用场景，以及解决IRF分裂产生问题等。

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