• 产品与解决方案
  • 行业解决方案
  • 服务
  • 支持
  • 合作伙伴
  • 新华三人才研学中心
  • 关于我们

IRF3技术白皮书


1 IRF3

1.1 IRF3简介

IRF3是H3C为提高网络接入层的接入能力和管理效率而开发的纵向网络整合虚拟化技术。它的核心思想是将多台PEX设备(Port Extender device)连接到父设备(Parent device)上,进行必要的配置后,将每台PEX设备虚拟化成父设备的一块远程业务板,由父设备统一管理。使用这种虚拟化技术可以以较低的成本,来提高父设备的接口密度,简化网络拓扑,降低网络维护成本。

IRF3技术通常和IRF配合使用,用于数据中心和大型企业网络的接入层。如图1所示,父设备是由两台设备组成的IRF,PEX设备用于接入终端、服务器,最终实现将所有接入层设备虚拟成一台分布式接入设备(IRF3)。

图1 IRF3组网应用示意图

1.2 IRF3物理连接拓扑

PEX和父设备之间有两种连接方式:

· PEX独立接入方式,如1.2 图2所示,每台PEX设备都与父设备直接相连。

图2 IRF3组网应用示意图(PEX独立接入)

· PEX堆叠接入方式,如图3所示,多台PEX设备通过链形连接级联形成一个堆叠,仅堆叠的首尾两台设备与父设备直接相连。此方式可以简化链路和降低成本。

图3 IRF3组网应用示意图(PEX堆叠接入)

1.3 IRF3的优点

IRF3主要具有以下优点:

· 简化管理

使用IRF3技术,可以将每台PEX设备虚拟成父设备上的一块远程业务板。对于上下层设备和网管来说,网络中只存在一台父设备和一个管理点(PEX设备只是父设备上的一块业务板),用户只需在父设备上进行操作即可实现对父设备和PEX设备的统一管理。

· 强大的网络扩展能力

通过增加PEX设备,可以轻松自如地扩展父设备的端口数。

· 降低成本

在IRF3中,父设备承担协议的运算、表项的生成和下发,PEX设备仅负责数据转发,所以对PEX设备的性能、规格要求不高。只需要使用较低配置的款型,就能达到网络扩容的效果,有利于成本控制;另外,PEX设备作为父设备的一块业务板运行,自动加载父设备的软件版本,自动同步父设备的配置,降低了网络管理成本。

· 高可靠性

PEX设备上存在多个高速率的物理接口,可以用于连接父设备。在这些接口上建立的PEX链路可以实现负载分担并互为备份,从而确保了PEX设备和父设备之间报文转发的高可靠性。

1.4 IRF3基本概念

IRF3涉及如下基本概念:

1. 角色

IRF3组网中设备按照功能不同,分为两种角色:

· 父设备:作为所有PEX设备的主控设备,负责配置和管理PEX设备。父设备为IRF技术构建的虚拟设备。

· PEX设备:作为父设备的远程业务板,负责将用户发送的报文传送到父设备处理。同时,通过PEX设备能够按需灵活地增加父设备上可用端口的数量。PEX设备有三种工作状态,如表1所示:

表1 PEX设备状态描述表

状态

说明

Loading

PEX设备正在启动中,建议用户不要重启处于Loading状态的PEX设备

Online

PEX设备在线

Offline

PEX设备不在线

2. PEX端口

PEX端口是用户在父设备上手工创建的逻辑端口,用于管理PEX设备。一个PEX端口对应一个PEX设备。PEX端口下可以绑定PEX物理端口、配置虚拟框号以及描述信息。

3. PEX端口组

一个PEX端口组对应一个PEX堆叠。父设备上连接同一PEX堆叠的PEX端口必须加入同一PEX端口组。例如在图4所示组网中,需要将PEX端口1和PEX端口2加入同一个PEX端口组,否则PEX 101和PEX 102无法建立堆叠关系。

图4 PEX端口组示意

4. PEX物理端口

PEX物理端口是用于连接父设备和PEX设备的物理端口。根据所在位置不同,PEX物理端口分为两种:

· 父设备上的PEX物理端口:与PEX端口绑定,用于连接PEX设备的物理端口。绑定到同一PEX端口的PEX物理端口只能连接到同一PEX设备。

· PEX设备上的PEX物理端口:PEX设备上的PEX物理接口用来连接父设备。

PEX物理端口有三种状态,如表2所示:

表2 PEX物理端口状态描述表

状态

说明

Forwarding

PEX物理端口可以转发业务报文,表示PEX已正常工作

Down

物理链路是断开的,PEX物理端口不能转发所有报文

Blocked

PEX物理端口不可以转发业务报文,原因可能为:

物理连接错误,即同一PEX设备上的PEX物理端口连接到了父设备上不同PEX端口下绑定的PEX物理端口,或者父设备上同一PEX端口下绑定的PEX物理端口连接到了不同的PEX设备

被设备强制限制成Blocked状态。在PEX设备启动阶段,PEX设备会将未被用于加载启动软件包的、物理状态为UP的PEX物理端口状态设置为Blocked

转发故障,接口的物理状态为UP但是父设备和PEX设备的PEX连接中断

5. 虚拟框号

当父设备为IRF时,为了便于管理PEX,增加了虚拟框的概念。一台PEX设备对应一个虚拟框,虚拟框号即为这个虚拟框的成员编号,可通过命令行配置。PEX设备相当于安插在虚拟框上的业务板,对应的槽位号为0。通过虚拟框号和槽位号可找到对应的PEX设备。

父设备为PEX设备分配虚拟框号之后,PEX设备上接口编号将由三维变成四维:第一维为虚拟框号,第二维为PEX所在的槽位号0,但三维和四维为原接口编号的三维和四维。例如,PEX设备在加入IRF3之前,某接口编号为1/0/1,父设备为该PEX设备分配的虚拟框号为100,则该接口的编号将变为100/0/0/1。

1.5 IRF3工作原理

在父设备上完成PEX配置后,父设备会实时监测PEX物理端口,等待来自PEX设备的槽位号请求。在收到PEX设备槽位号请求后,父设备会进行下面的操作:

(1) 根据配置向PEX设备分配正确的槽位号。

(2) 同步软件。根据PEX设备的加载请求,父设备向PEX设备提供正确的Boot ROM程序和启动软件包。

(3) PEX设备加载完Boot ROM程序和启动软件包后,自动重启并向父设备注册。

(4) 下发配置。等PEX设备正常启动后,父设备向PEX设备下发配置;PEX设备上只运行父设备下发的配置,不再运行本地配置文件中的配置。

(5) PEX链路维护。父设备和PEX设备会互相发送PEX链路检测报文来探测PEX链路是否正常工作,并通过PEX物理端口的状态来示意PEX链路是否正常工作。

(6) 配置管理。PEX设备上只运行端口相关功能,上层协议都运行在父设备上。请登录父设备,来完成PEX设备的配置,比如配置PEX设备上端口所属的VLAN、QoS策略等。用户在父设备执行save命令保存当前配置时,也会将PEX设备对应配置保存到父设备上。当系统重启或者更换新的PEX设备时,父设备会将PEX对应配置下发给新的PEX设备。

(7) IRF3数据转发。PEX设备收到的所有报文均转发给父设备处理,父设备进行转发决策,再转发给出接口,如图5所示。

图5 IRF3数据转发示意图

1.6 IRF作为父设备时分裂后的处理方式

在IRF和IRF3的综合组网中,如果IRF分裂,PEX选择自己所属的父设备的规则,与LACP MAD和BFD MAD选择Active状态IRF的规则相同,与ARP MAD和ND MAD方式选择Active状态IRF的规则不同。因此,为了保证PEX能归属到正常工作的父设备中,请使用LACP MAD或BFD MAD检测方式,不要使用ARP MAD和ND MAD检测方式。

目前的IRF3组网中不支持使用PEX设备的接口进行MAD检测,请不要在PEX设备的接口下配置MAD检测功能。

新华三官网
联系我们