1、IRF2基本原理日期：杭州華三通信技術有限公司 ， 交換網絡面臨越來越高的要求，其可靠性、可用性、可管理性等都面臨越來越高的挑戰H3C IRF2技術能夠有效提高交換網絡的多方面性能引入描述IRF2的優勢描述IRF2主要名詞術語理解IRF2的基本工作原理理解IRF2的主要應用課程目標學習完本課程，您應該能夠：IRF2概述IRF2基本概念IRF2選舉IRF2 Merge和SplitIRF2沖突檢測和故障恢復IRF2主要應用目錄高性能交換網絡的需求高可靠性高收斂速度充分利用鏈路和端口等資源降低部署和維護的難度IRF2介紹IRF2（Intelligent Resilient Framework II，

2、智能彈性架構II）是H3C研發的軟件虛擬化技術IRF2允許將多臺設備連接在一起，形成一個IRF2堆疊一個IRF2堆疊相當于一臺“虛擬設備”IRF2堆疊中的主設備和從設備保持配置和運行狀態同步，實現1:N備份，保證高可靠性可實現多臺設備的協同工作、統一管理和不間斷維護IRF2堆疊一個IRF2堆疊的功能等效于一臺虛擬的邏輯設備。其優點包括：簡化管理提高性能彈性擴展高可靠性等效于 虛擬設備 IRF2堆疊優點一：提高資源利用率，獲得更高性能使用IRF2后核心設備和匯聚設備工作在負載分擔的方式接入到匯聚，以及匯聚到核心的雙鏈路上行工作在負載分擔方式使用IRF2前核心設備和匯聚設備工作在一主一備的方式接入

3、到匯聚，以及匯聚到核心的雙鏈路上行工作在一主一備的方式優點二：簡化網絡規劃和管理二層啟用生成樹，VLAN 規劃復雜三層啟用VRRP，路由規劃復雜每臺單獨配置，管理復雜使用IRF2前VLAN路由路徑使用IRF2后二層不需要生成樹三層不需要VRRP多臺設備只需配置一次，讓網絡更簡單配置文件9組網方式N秒秒毫秒Gateway=10.153.108.1Gateway=10.153.108.1IP=10.153.108.3/24虛IP=10.153.108.1IP=10.153.108.2/24Gateway=10.153.108.1Gateway=10.153.108.1IP=10.153.108.1

4、/24IP=10.153.108.1/24Gateway=10.153.108.1Gateway=10.153.108.1IRF2堆疊IP=10.153.108.1/24VRRPMSTPIRF2收斂時間主備切換時間從秒級降低到毫秒級優點三：降低故障中斷時間網絡層備份鏈路層備份物理層備份測試項目測試結論IRF2框式虛擬化整合功能OKIRF2聚合鏈路down，切換時延1.68msIRF2分裂，切換時延348msIRF2 Master掉電，切換時延227msIRF2 Slave掉電，切換時延117msIRF2Master框內主備倒換，流量切換時延1.118sIRF2端口聚合，流量切換時延0msIRF

5、2端口負載分擔，鏈路切換時延16msIRF2與Cisco3750互通，聚合鏈路切換時延0.57msIRF2可靠性測試結果支持IRF2的產品系列設備型號支持的IRF2端口類型IRF2堆疊最大設備數說明S12500/9500E系列萬兆XFP與SFP+光口或SFP+電纜互連，支持千兆端口互連；不支持COMBO口2一個IRF口最多綁定12個10GE/GE端口支持遠程級聯。S7500E系列萬兆端口互連，需要通過光纖直連4一個IRF口最多綁定8個10GE端口S5800/S5820系列萬兆SFP+端口光模塊或電纜直連8S5500EI /S5120EI系列支持萬兆端口直連，可使用CX4堆疊電纜或光纖直連8IR

6、F2概述IRF2基本概念IRF2選舉IRF2 Merge和SplitIRF2沖突檢測和故障恢復IRF2主要應用目錄IRF2設備連接一個IRF2邏輯端口可以由一個或多個IRF2物理端口構成由多個物理端口構成的邏輯端口也稱為聚合端口每臺設備只有2個IRF2邏輯端口Port1和Port2一臺設備的Port1只能與另一設備的Port2相連邏輯端口物理連接Port1Port1Port2Port2Port1Port2Port1Port2聚合端口IRF2堆疊的拓撲IRF2堆疊拓撲有兩種鏈形拓撲和環形拓撲一個IRF2堆疊由一組相同型號的成員設備組成成員設備分為Master和Slave兩種角色MasterSla

7、veSlaveSlaveIRF2堆疊IRF2堆疊MasterSlaveSlaveSlavePort1Port2Port1Port2Port1Port2Port1Port2Port2Port1Port1Port2Port2Port1IRF2 Domain IDIRF2以Domain ID（域編號）來區分不同的IRF2堆疊只有Domain ID相同的設備才可能加入同一IRF2堆疊MasterMasterSlaveSlaveIRF2堆疊1Port2Port1Port1Port2IRF2堆疊2Domain ID = 1Domain ID = 2IRF2協議熱備份Master負責將協議的配置信息以及支撐

8、協議運行的數據備份到其它所有成員設備IRF2堆疊能夠像一臺設備一樣在網絡中運行Master故障時，Slave可以立即取代之，避免協議狀態的變化和信息的重新收集計算MasterSlaveSlaveSlaveIRF2堆疊OSPF備份信息備份信息OSPF備份信息備份信息IRF2分布式聚合技術IRF2采用分布式聚合技術來實現上/下行鏈路的冗余備份，可以跨設備配置鏈路備份MasterSlaveSlaveSlaveIRF2堆疊IRF2堆疊報文轉發IRF2采用分布式彈性轉發技術實現報文的二/三層轉發，最大限度地發揮每個成員設備的處理能力各成員設備自動選擇IRF2堆疊內部最佳路徑來轉發報文，以獲得最佳性能Ma

9、sterSlaveSlaveSlaveIRF2堆疊轉發報文轉發報文轉發報文IRF2成員編號（Member ID） 在IRF2中以成員編號標識設備各設備成員編號必須唯一在配置IRF2前，需要規劃好每臺設備的成員編號，并分別在設備上進行配置配置IRF端口和優先級也是根據設備的成員編號來進行的，修改后的成員編號需要重啟才能生效成員編號存儲在設備非易失介質中修改設備成員編號可能導致設備配置發生變化或丟失 設備的缺省成員編號均為1 各型設備成員編號的配置有所不同：盒式設備成員編號19，框式設備12 （ 75E 為14 ）125/95E雙主控情況下，可以采用命令修改備板上的成員編號S75E雙主控情況下，如

10、果主備板成員編號不一致，會自動把主板上成員編號同步到備板成員設備管理Gigabitethernet 1/4/0/2 集中統一管理用Console口或者Telnet方式登錄到IRF2堆疊中任意一臺成員設備，都可以對整個IRF2堆疊進行管理和配置，就像配置一臺設備。Master統一配置用戶無論使用什么方式，通過哪個成員設備登錄IRF2堆疊，最終都是通過Master設備進行配置，這種方式可以使IRF2堆疊內所有設備的配置保持高度統一。成員編號唯一成員編號被引入到端口編號中，便于用戶配置和識別成員設備上的端口。Member ID 1的Gigabitethernet 4/0/2 IRF系統中的主控板分類

11、主控板角色IRF系統主控板(不可或缺）IRF成員本地主控板(不可或缺）備用板（可選）系統主控板作用IRF系統的控制核心主框設備的本地管理本框主控板作用負責本框上業務單板的加載、底層硬件管理等等其他功能均由系統主控板完成注：備框設備上接口板加載成功后就會跳過本框主控板，與系統主控板直接交互，此時本框主控板作用和備板一致。主框主框系統主控板備用板接口板接口板接口板接口板接口板接口板接口板接口板備框本框主控板備框備用板IRF系統主控板的功能系統內所有接口板與主控板之間的板間通信三層以上協議鄰居的維護及計算系統中所有BFD鄰居維護及計算IRF系統全局配置管理，接口板從系統主控板加載配置系統內所有接口板

12、FIB表項更新本框內單板加載等底層硬件信息管理控制核心3162345IRF系統中主備倒換機制框內主備倒換與單框設備原理一致，通過重啟原本地主控板進行倒換軟件命令有變更，通過reboot chassis X slot Y指定原控板重啟實現倒換；而不再是單框下的salve switch-over只能選擇本框內的備板進行倒換IRF系統主備倒換優先選擇本框內的備板進行倒換，屬于框內主備倒換的范疇次選備框設備的本地主控板進行倒換，倒換方式如下：如果主框存在備用板，則必須通過重啟主框才能實現主備倒換，reboot chassis X即可如果主框沒有備用板，則只需重啟原IRF主控板即可完成倒換， reboo

13、t chassis X slot Y即可注意，系統主備倒換必然會導致三層協議鄰居重建！但可以通過GR、NSR等技術搞定！IRF2概述IRF2基本概念IRF2選舉IRF2 Merge和SplitIRF2沖突檢測和故障恢復IRF2主要應用目錄IRF2 Hello報文IRF2設備由IRF2端口發送并接收Hello報文相鄰成員設備之間交互Hello報文來收集整個IRF2堆疊的拓撲關系IRF2成員設備在本地記錄已知的拓撲信息拓撲信息收集完成后，會進入角色選舉階段，確定成員設備角色經過一段時間的收集，所有設備上都會收集到完整的拓撲信息，稱為拓撲收斂MasterSlaveSlaveSlaveIRF2堆疊He

14、lloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHello域編號成員編號優先級橋MAC地址連接關系啟動時間Hello報文攜帶：成員編號小或橋MAC地址小的成為MasterIRF2 Master選舉規則當前Master繼續擔任Master優先級相同？系統運行時間相同？Y優先級大者成為Master系統運行時間長者成為Master對S75E及低端交換機，成員橋MAC地址小的優先對S125/95E系列，成員編號小的優先NNY當前是否存在唯一的Master？開始YNIRF2概述IRF2基本概念IRF2選舉IRF2 Merge和SplitIRF2沖突檢測和故障恢復IRF2主要應用目錄IR

15、F2 MergeMasterSlaveMember ID=1Priority=5Member ID=2Priority=1IRF2堆疊新加入設備通過逐跳Hello通知其他設備SWASWBSWCSWDHello，我是Master我的Member ID=1，Priority=5Hello，我是Master我的Member ID=4，Priority=1對方優先成為Master。我重啟后成為Slave123Hello，Master已經存在他的Member ID=1，Priority=5Hello，我剛啟動IRF我的Member ID=3，Priority=1不用重啟，直接加入，成為Slave213端

16、口Down導致的IRF2 SplitMasterSlaveMember ID=1Priority=5Member ID=2Priority=1Member ID=3Priority=1SlaveMasterIRF端口DownSWASWBSWCHello Master，與Member 3失去聯系2Hello，知道了3MasterSlaveMember ID=1Priority=5Member ID=2Priority=1Member ID=3Priority=1SWASWBSWC成員設備IRF端口Down，則相應成員設備馬上通過廣播通知其余設備修改拓撲1IRF2堆疊IRF2堆疊IRF2堆疊Hel

17、lo報文丟失導致的IRF2 SplitMasterSlaveSlaveMember ID=4Priority=150個周期未收到HelloSWASWBSWCMember ID=1Priority=5Member ID=2Priority=11MasterSlaveMasterMember ID=4Priority=1關閉端口SWASWBSWCMember ID=1Priority=5Member ID=2Priority=1Hello Master，明白5Hello ，與Member 4失去聯系，更新拓撲43出現故障，與Member 4失去聯系2Hello報文的周期為200ms成員設備IRF端

18、口50個周期未收到鄰居的Hello報文時，IRF2堆疊會刪除此設備并更新拓撲IRF2堆疊IRF2堆疊IRF2堆疊IRF2概述IRF2基本概念IRF2選舉IRF2 Merge和SplitIRF2沖突檢測和故障恢復IRF2主要應用目錄IRF2 MAD檢測IRF2堆疊分裂后，會在網絡中形成兩組或多組“配置相同”的設備組，均有配置相同的Active Master，從而產生沖突IRF2附加了檢測和沖突處理，稱為MAD（Multi-Active Detection，多Active檢測）MAD檢測的兩種方法：基于LACP方式的MAD檢測基于BFD方式的MAD檢測基于LACP方式的MAD檢測當前生效的Mast

19、er ID也稱為Active ID要求IRF2堆疊與接入交換機通過跨設備動態聚合互連，接入交換機必須為支持此檢測特性的H3C設備在使能多Active檢測的聚合組上，接入交換機會將Active ID通過LACP報文廣播到其他成員端口如果IRF2堆疊成員發現收到不同的Active ID，則Active ID大的競爭失敗競爭失敗的新IRF2堆疊將關閉管理口以外的其他所有業務口可以支持多個檢測聚合組，檢測聚合組不影響業務轉發基于BFD方式的MAD檢測IRF2堆疊內的成員設備通過三層口連接，并在三層接口分別為主備設備配置一個BFD檢測地址，使能BFD MAD檢測正常工作時，BFD主設備地址生效，備設備地

20、址不生效，BFD會話DOWN。當IRF2堆疊分裂時，兩個地址同時生效，BFD會話UP，BFD MAD檢測生效后，會話再次downACTIVE ID小的一側將競爭獲勝競爭失敗的一側將關閉除管理口以外的所有業務端口BFD MAD和STP功能互斥BFD會話可以穿越二層網絡單獨占用一個口，BFD檢測端口不能轉發業務方 式優 點適用性要求LACP方式在相鄰的IRF2堆疊上同時啟動此檢測方式，堆疊之間可互相檢測分裂不需要占用專門檢測端口IRF2堆疊和接入交換機均需支持該特性BFD方式可以獨立檢測本IRF2堆疊分裂情況對上下游設備無要求檢測速度快單獨占用一對檢測端口兩種Active檢測方式的對比IRF2分裂

21、后的橋MAC變化IRF2堆疊作為單臺邏輯設備，對外具有唯一的橋MAC地址IRF2堆疊失去Master時，有三種MAC地址變化的方式，可通過配置選擇：立即變化保留6min后變化始終不變（默認）橋MAC變化可能導致流量短時間中斷如果設備收到的Hello報文的橋MAC地址與自身橋MAC地址相同，將無法與對端設備建立IRF2堆疊IRF2分裂后的設備狀態MAD檢測生效后設備狀態：沖突處理會讓Master成員編號最小的IRF2堆疊維持Active狀態，繼續正常工作其它IRF2堆疊會遷移到Recovery狀態，并關閉其所有成員設備上除保留端口以外的所有物理端口（通常為業務端口），以保證該IRF2堆疊不能再轉發業務報文保留端口指不希望其被關閉的端口，默認為IRF2物理端口。也可以添加別的業務端口MAD檢測只會關閉Member ID號大的設備端口，不管這個設備的優先級配置高低IRF鏈路修復導致的MAD故障恢復IRF2堆疊(Active)IRF2堆疊(Recovery)IP網絡IP網絡IRF2堆疊IP網絡IP網絡I