020 网络虚拟化IRF2技术架构(堆叠增加带宽).doc

网络虚拟化IRF2技术架构 IRF2的产品进行堆叠时能从芯片级的连接，从而提升交换机的整体带宽，但提升幅度不可能达到交换机的数量的位数。不支持IRF2的产品的堆叠只能通过堆叠口连接起来形成一台虚拟的逻辑设备，对设备性能没有任何提升。 由于 IRF 系统是由多个支持IRF 特性的单机设备虚拟化而成的，IRF 系统的交换容量和端口数量就是IRF 内部所有单机设备交换容量和端口数量的总和。因此，IRF 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。 IRF 物理端口可以使用以太网接口(RJ45),光口或专用IRF接口。 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。 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。 1????????????H3C IRF2虚拟化技术解析 1.1?????????IRF2技术概要 IRF2源自早期的堆叠技术，H3C或称为IRF1。 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 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IRF22?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IRF2虚拟出来的设备，上层软件都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 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、升级能力一致性。 1.2?????????IRF2的系统管理 拓扑管理 设备上用于IRF2连接的物理端口被称为IRF2端口，它是一种逻辑接口。一个IRF2端口可能对应一个物理端口，也可能由多个物理端口聚合而成（称为聚合IRF2互联口），以达到增强带宽和链路备份的作用。IRF2物理端口之间可以使用专用线缆也可以使用光纤连接：专用线缆可提供更高带宽和较短的连接距离，光纤可提供远距的IRF2虚拟化能力。 如图4所示，IRF2系统连接拓扑有两种：链形连接和环形连接。 图3 IRF2的主要连接拓扑 IRF2系统中的各台设备通过与直接相邻的其它成员交互HELLO报文来收集整个IRF2系统的拓扑关系。HELLO报文会携带拓扑信息，包括连接关系、成员设备编号、成员设备优先级、成员设备的桥MAC等内容。 IRF2成员设备在本地记录自己已知的拓扑信息，拓扑信息通过IRF2互联端口传递，经过一段时间的收集，所有设备上都会收集到完整的拓扑信息（称为拓扑收敛）。此时会进入角色选举阶段，确定成员为Master或者Slave。 角色选举会在拓扑发生变化的情况下产生，比如：IRF2建立、新设备加入、IRF2分裂或者两个IRF2系统合并。角色选举规则如下（按规则次序判断，直到找到唯一的最优成员，才停止选举。此最优成员即为IRF2系统的Master设备，其它设备则均为Slave设备