IRF2技术原理及应用.pptx

IRF2技术原理与应用 日期 杭州华三通信技术有限公司版权所有 未经授权不得使用与传播 构建H3C数据中心网络ConstructingH3CDataCenterNetwork CHDCN 交换网络面临越来越高的要求 其可靠性 可用性 可管理性等都面临越来越高的挑战H3CIRF2技术能够有效提高交换网络的多方面性能 引入 描述IRF2的优势描述IRF2主要名词术语理解IRF2的基本工作原理在数据中心环境中执行基本的IRF2配置 课程目标 学习完本课程 您应该能够 IRF2技术原理IRF2基础配置部署IRF2 目录 高性能交换网络的需求 高可靠性快速收敛充分利用链路和端口等资源降低部署和维护的难度 IRF2介绍 IRF2 IntelligentResilientFrameworkII 第二代智能弹性架构 是H3C研发的软件虚拟化技术IRF2允许将多台设备连接在一起 形成一个IRF2堆叠一个IRF2堆叠相当于一台 虚拟设备 IRF2堆叠中的主设备和从设备保持配置和运行状态同步 实现1 N备份 保证高可靠性可实现多台设备的协同工作 统一管理和不间断维护 IRF2堆叠 一个IRF2堆叠的功能等效于一台虚拟的逻辑设备 其优点包括 简化管理提高性能弹性扩展高可靠性 等效于 虚拟设备 IRF2堆叠 优点一 提高资源利用率 获得更高性能 使用IRF2后 核心设备和汇聚设备工作在负载分担的方式接入到汇聚 以及汇聚到核心的双链路上行工作在负载分担方式 使用IRF2前 优点二 简化网络规划和管理 使用IRF2前 路由路径 使用IRF2后 配置文件 主备切换时间从秒级降低到毫秒级 优点三 降低故障中断时间 网络层备份 链路层备份 物理层备份 支持IRF2的产品系列 IRF2设备连接 每台设备只有2个IRF2逻辑端口Port1和Port2一台设备的Port1只能与另一设备的Port2相连一个IRF2逻辑端口可以由一个或多个IRF2物理端口构成由多个物理端口构成的逻辑端口也称为聚合端口 逻辑端口 物理连接 Port1 Port1 Port2 Port2 Port1 Port2 Port1 Port2 聚合端口 IRF2堆叠的拓扑 IRF2堆叠拓扑有两种 链形拓扑和环形拓扑一个IRF2堆叠由一组相同型号的成员设备组成成员设备分为Master和Slave两种角色 Master Slave Slave Slave IRF2堆叠 IRF2堆叠 Master Slave Slave Slave Port1 Port2 Port1 Port2 Port1 Port2 Port1 Port2 Port2 Port1 Port1 Port2 Port2 Port1 IRF2DomainID IRF2以DomainID 域编号 来区分不同的IRF2堆叠只有DomainID相同的设备才可能加入同一IRF2堆叠 Master Master Slave Slave IRF2堆叠1 Port2 Port1 Port1 Port2 IRF2堆叠2 DomainID 1 DomainID 2 IRF2协议热备份 Master负责将协议的配置信息以及支撑协议运行的数据备份到其它所有成员设备IRF2堆叠能够像一台设备一样在网络中运行Master故障时 Slave可以立即取代之 Master Slave Slave Slave IRF2堆叠 OSPF 备份信息 备份信息 OSPF 备份信息 备份信息 IRF2分布式聚合技术 IRF2采用分布式聚合技术来实现上 下行链路的冗余备份 可以跨设备配置链路备份 IRF2堆叠报文转发 IRF2采用分布式弹性转发技术实现报文的二 三层转发 最大限度地发挥每个成员设备的处理能力各成员设备自动选择IRF2堆叠内部最佳路径来转发报文 以获得最佳性能 Master Slave Slave Slave IRF2堆叠 转发报文 转发报文 转发报文 IRF2成员编号 MemberID 在IRF2中以成员编号 MemberID 标识设备各设备成员编号必须唯一在配置IRF2前 需要规划好每台设备的成员编号 并分别在设备上进行配置配置IRF端口和优先级也是根据设备的成员编号来进行的 修改后的成员编号需要重启才能生效成员编号存储在设备非易失介质中修改设备成员编号可能导致设备配置发生变化或丢失Master的MemberID也称为ActiveID 成员设备管理 Gigabitethernet1 4 0 2 集中统一管理用Console口或者Telnet方式登录到IRF2堆叠中任意一台成员设备 都可以对整个IRF2堆叠进行管理和配置 就像配置一台设备 Master统一配置用户无论使用什么方式 通过哪个成员设备登录IRF2堆叠 最终都是通过Master设备进行配置 这种方式可以使IRF2堆叠内所有设备的配置保持高度统一 成员编号唯一成员编号被引入到端口编号中 便于用户配置和识别成员设备上的端口 MemberID1的Gigabitethernet4 0 2 IRF2Hello报文 IRF2设备由IRF2端口发送并接收Hello报文相邻成员设备之间交互Hello报文来收集整个IRF2堆叠的拓扑关系IRF2成员设备在本地记录已知的拓扑信息拓扑信息收集完成后 会进入角色选举阶段 确定成员设备角色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 Master Slave Slave Slave IRF2堆叠 Hello Hello Hello Hello Hello Hello Hello Hello 域编号成员编号优先级桥MAC地址连接关系启动时间 Hello报文携带 成员编号小或桥MAC地址小的成为Master IRF2Master选举规则 当前Master继续担任Master 优先级相同 系统运行时间相同 Y 优先级大者成为Master 系统运行时间长者成为Master 对S75E及低端交换机 成员桥MAC地址小的优先对S125 95E系列 成员编号小的优先 N N Y 当前是否存在唯一的Master 开始 Y N IRF2Join Master Slave MemberID 1Priority 5 MemberID 2Priority 1 IRF2堆叠 新加入设备通过逐跳Hello通知其他设备 SWA SWB SWD Hello Master已经存在他的MemberID 1 Priority 5 Hello 我刚启动IRF我的MemberID 3 Priority 1 不用重启 直接加入 成为Slave 2 1 3 IRF2堆叠 IRF2Merge Master Slave MemberID 1Priority 5 MemberID 2Priority 1 IRF2堆叠 新加入设备通过逐跳Hello通知其他设备 SWA SWB SWC Hello 我是Master我的MemberID 1 Priority 5 Hello 我是Master我的MemberID 4 Priority 1 对方优先成为Master 我重启后成为Slave 1 2 3 Master Master Slave IRF2堆叠 SWA SWB SWC Slave 端口Down导致的IRF2Split Master Slave MemberID 1Priority 5 MemberID 2Priority 1 MemberID 3Priority 1 Slave Master IRF端口Down SWA SWB SWC HelloMaster 与Member3失去联系 2 Hello 知道了 3 Master Slave MemberID 1Priority 5 MemberID 2Priority 1 MemberID 3Priority 1 SWA SWB SWC 成员设备IRF端口Down 则相应成员设备马上通过广播通知其余设备修改拓扑 1 IRF2堆叠 IRF2堆叠 IRF2堆叠 Hello报文丢失导致的IRF2Split Master Slave Slave MemberID 4Priority 1 50个周期未收到Hello SWA SWB SWC MemberID 1Priority 5 MemberID 2Priority 1 1 Master Slave Master MemberID 4Priority 1 关闭端口 SWA SWB SWC MemberID 1Priority 5 MemberID 2Priority 1 HelloMaster 明白 5 Hello 与Member4失去联系 更新拓扑 4 3 出现故障 与Member4失去联系 2 Hello报文的周期为200ms成员设备IRF端口50个周期未收到邻居的Hello报文时 IRF2堆叠会删除此设备并更新拓扑 IRF2堆叠 IRF2堆叠 IRF2堆叠 IRF分裂导致的冲突 Master Master MemberID 4Priority 1 SWA SWB MemberID 1Priority 5 IRF2堆叠 IRF2堆叠 Master Slave MemberID 4Priority 1 SWA SWC SWB MemberID 1Priority 5 IRF2堆叠 SWC 我的地址是10 1 1 1 我的地址是10 1 1 1 我的地址是10 1 1 1 分裂后产生的两个IRF堆叠拥有相同的IP地址等三层配置 从而引起冲突 IRF2MAD检测 IRF2采用MAD Multi ActiveDetection 多Active检测 解决分裂后的冲突问题使Master成员编号最小的堆叠维持Active状态 正常工作状态 使其它堆叠迁移到Recovery状态 禁用状态 并关闭其成员设备上除保留端口以外的其它所有物理端口 通常为业务接口 MAD检测的三种方法基于LACP的MAD检测基于BFD的MAD检测基于ResilientARP的MAD检测 基于LACP的MAD检测 扩展LACP消息携带ActiveIDActiveID大的一方竞争失败 迁移到Recovery状态要求相邻的交换机必须为支持此检测特性的H3C设备 Master Master MemberID 4Priority 1 SWA SWB MemberID 1Priority 5 分裂后的IRF2堆叠 SWC ActiveID 4 ActiveID 4 ActiveID 1 ActiveID 1 Master Master MemberID 4Priority 1 SWA SWB MemberID 1Priority 5 分裂后的IRF2堆叠 IRF2堆叠 Rcovery IRF2堆叠 Active SWC 基于BFD的MAD检测 IRF2堆叠内的成员设备通过三层口连接 并分别配置一个BFD检测地址 使能BFDMAD检测正常工作时 BFD主设备地址生效 备设备地址不生效 BFD会话DOWN IRF2堆叠分裂时 两个地址同时生效 BFD会话UP BFDMAD检测生效后 会话再次DOWNActiveID大的一方竞争失败 迁移到Recovery状态BFD检测单独占用一对端口和一个VLAN Master Master MemberID 4Priority 1 SWA SWC SWB MemberID 1Priority 5 基于BFD的检测链路 ActiveID 1 ActiveID 4 Master Master MemberID 4Priority 1 SWA SWC SWB MemberID 1Priority 5 分裂后的IRF2堆叠 分裂后的IRF2堆叠 IRF2堆叠 Rcovery IRF2堆叠 Active 两种Active检测方式的对比 IRF2分裂后的桥MAC变化 IRF2堆叠作为单台逻辑设备 对外具有唯一的桥MAC地址IRF2堆叠失去Master时 有三种MAC地址变化的方式 可通过配置选择 立即变化保留6min后变化始终不变 默认 桥MAC变化可能导致流量短时间中断如果设备收到的Hello报文的桥MAC地址与自身桥MAC地址相同 将无法与对端设备建立IRF2堆叠 IRF2分裂后的设备状态 MAD检测生效后设备状态 冲突处理会让Master成员编号最小的IRF2堆叠维持Active状态 继续正常工作其它IRF2堆叠会迁移到Recovery状态 并关闭其所有成员设备上除保留端口以外的所有物理端口 通常为业务端口 以保证该IRF2堆叠不能再转发业务报文保留端口指不希望其被关闭的端口 默认为IRF2物理端口 也可以添加别的业务端口MAD检测只会关闭MemberID号大的设备端口 不管这个设备的优先级配置高低 IRF链路修复导致的MAD故障恢复 IRF2堆叠 Active IRF2堆叠 Recovery IP网络 IP网络 IRF2堆叠 IP网络 IP网络 IRF链路修复 通过madrestore命令实现MAD故障恢复 IRF2堆叠 Active IRF2堆叠 Recovery IP网络 IP网络 IRF堆叠1因物理故障不可用 IRF2堆叠 Recovery IP网络 IP网络 IRF2堆叠 故障 IRF2堆叠 Active IP网络 IP网络 IRF2堆叠 故障 执行madrestore命令激活IRF堆叠2 IRF2技术原理IRF2基础配置部署IRF2 目录 IRF2运行模式与配置方式 IRF2运行模式IRF模式独立运行模式预配置方式在独立运行模式的设备上进行IRF2相关配置最终组成IRF堆叠只需要重启1次 推荐采用非预配置方式先在独立运行模式的设备上配置成员编号 然后切换到IRF模式 再配置IRF端口 成员优先级等相关参数Slave设备需要重启2次才能组成IRF堆叠通常用于修改当前配置 预配置方式下IRF2配置步骤 配置设备的成员编号创建IRF端口并绑定设备的IRF端口和物理端口保存当前配置文件配置IRF2模式 Switch irfmembermember id Switch save Switch irf portport number Switch irf port portgroupinterfaceinterface typeinterface number Switch chassisconvertmodeirf 预配置方式下IRF2配置示例 SWB irfmember2 SWB irf port2 SWB irf port2 portgroupinterfaceTen Gigabitethernet3 0 1 SWB Ten GigabitEthernet3 0 1 undoshutdownsave SWB chassisconvertmodeirfThedevicewillswitchtoIRFmodeandreboot Nowrebooting pleasewait SWB SWA SWA irfmember1 SWA irf port1 SWA irf port1 portgroupinterfaceTen Gigabitethernet3 0 1 SWA Ten GigabitEthernet3 0 1 undoshutdownsave SWA chassisconvertmodeirfThedevicewillswitchtoIRFmodeandreboot Nowrebooting pleasewait XG3 0 1IRF port1 XG3 0 1IRF port2 非预配置方式下IRF2配置步骤 配置设备的成员编号保存当前配置文件配置IRF模式创建IRF端口并绑定设备的IRF端口和物理端口 Switch irfmembermember id Switch irf portport number Switch irf port portgroupinterfaceinterface typeinterface number Switch save Switch chassisconvertmodeirf 非预配置方式下IRF2配置示例 1 SWB SWA XG3 0 1 XG3 0 1 SWB irfmember2save SWB chassisconvertmodeirfThedevicewillswitchtoIRFmodeandreboot Nowrebooting pleasewait SWA irfmember1save SWA chassisconvertmodeirfThedevicewillswitchtoIRFmodeandreboot Nowrebooting pleasewait 非预配置方式下IRF2配置示例 2 SWB SWA XG1 3 0 1IRF port1 2 XG2 3 0 1IRF port2 1 SWA irf port1 2 SWA irf port1 2 portgroupinterfaceTen Gigabitethernet1 3 0 1 SWA Ten GigabitEthernet1 3 0 1 undoshutdown SWA save SWB irf port2 1 SWB irf port2 1 portgroupinterfaceTen Gigabitethernet2 3 0 1 SWB Ten GigabitEthernet2 3 0 1 undoshutdown SWB savereboot Nowrebooting pleasewait 配置IRF成员优先级 Irfprioritypriority用于在独立运行模式下配置设备的成员优先级 irfmembermember idprioritypriority用于在IRF运行模式下配置指定成员设备的优先级 成员优先级用于角色选举 优先级高的设备竞选时成为Master的可能性越大 缺省情况下 设备的成员优先级均为1 priority值越大表示优先级越高 Switch irfprioritypriority Switch irfmembermember idprioritypriority 配置IRF域编号 同一个网络里可以部署多个IRF堆叠 IRF堆叠之间使用域编号来以示区别 缺省情况下 IRF的域编号为0 建议在配置IRF时手工配置域编号 Switch irfdomaindomain id 配置IRF的桥MAC保留时间 参数always表示当Master设备离开IRF堆叠时 IRF的桥MAC地址会永久保留 缺省配置 参数timer表示当Master设备离开IRF堆叠时 IRF的桥MAC地址的保留时间为6分钟 如果配置undoirfmac addresspersistent 则表示当Master设备离开IRF堆叠时 IRF的桥MAC地址不保留 会立即变化 需要根据网络实际情况配置IRF的桥MAC保留时间 Switch irfmac addresspersistent always timer 配置IRF系统启动文件的自动加载功能 缺省情况下 已使能系统启动文件自动加载功能 使能自动加载功能后 成员设备加入IRF堆叠时 会与Master设备的软件版本号进行比较 如果不一致 则自动从Master设备下载启动文件 然后使用新的系统启动文件重启 重新加入IRF堆叠 需要确保新加入设备的型号和Master当前运行的软件版本相配套 需要确保Slave设备有足够的存储空间 Switch irfauto updateenable 配置IRF链路down延迟上报功能 缺省情况下 IRF链路down延迟上报时间为0毫秒 如果配置的interval参数值过大 可能会导致系统不能及时发现IRF拓扑的变化 从而造成业务恢复缓慢 Switch irflink delayinterval 配置BFDMAD检测 缺省情况下 没有使能BFDMAD检测功能 也未配置MADIP地址 MADIP不能与其他接口IP地址相同 不能在Vlan interface1接口下使能BFDMAD检测功能 Switch Vlan interface3 madbfdenable Switch Vlan interface3 madipaddressip address mask mask length chassischassis number 配置LACPMAD检测 缺省情况下 LACPMAD检测未使能 由于LACPMAD检测依赖于LACP协议 因此需要配置聚合组工作在动态聚合模式下 LACP对端设备必须能够识别 处理携带了ActiveID值的LACPPDU协议报文 Switch Bridge Aggregation1 madenable 配置保留接口 如果接口有特殊用途需要保持up状态 比如Telnet登录接口 用于MAD检测的接口等 则用户可以通过命令行将这些接口配置为保留接口 缺省情况下 没有配置保留接口 IRF物理端口自动作为保留接口 不需要配置 Switch madexcludeinterfaceinterface typeinterface number 配置MAD故障恢复 多Active冲突后 冲突的IRF堆叠会进行竞选 失败的IRF堆叠会转入Recovery状态 暂时不能转发业务报文 配置MAD故障恢复就是手工将设备从Recovery状态恢复到正常状态 Switch madrestore IRF基本维护命令 显示IRF中所有成员设备的相关信息查看IRF的拓扑信息显示本IRF中所有成员设备的预配置信息显示MAD配置信息 Switch displayirf Switch displaymad verbose Switch displayirftopology Switch displayirfconfiguration 显示IRF堆叠成员设备的相关信息 CPUMAC地址 displayirfSwitchSlotRolePriorityCPU Mac 10Master100e0 fc0a 15e011Slave100e0 fc0f 8c02 indicatesthedeviceisthemaster indicatesthedevicethroughwhichtheuserlogsin TheBridgeMACoftheIRFis 000f e26a 58edAutoupgrade noMacpersistent alwaysLink delaytimer 0msDomainID 30 用户当前登录的设备 查看IRF拓扑信息 设备所属IRF堆叠 IRF端口的链路状态 DIS表示未绑定物理端口 与该端口直连设备的成员编号 表示未连接其它成员设备 displayirftopologyTopologyInfo IRF Port1IRF Port2SwitchLinkneighborLinkneighborBelongTo1DIS UP200e0 fc0f 8c0f2UP1DIS 00e0 fc0f 8c0f 显示IRF堆叠成员设备的预配置信息 IRF端口2的配置 disable 表示该IRF端口没有使能 配置的成员编号 设备重启后将会使用 displayirfconfigurationMemberIDNewIDIRF Port1IRF Port211Ten GigabitEthernet1 8 0 1disableTen GigabitEthernet1 8 0 222disableTen GigabitEthernet2 12 0 1Ten GigabitEthernet2 12 0 2 显示MAD配置信息 显示MAD简要配置信息 系统默认保留的接口 displaymadMADLACPenabled MADBFDenabled MAD当前的状态 displaymadverboseCurrentMADstatus DetectExcludedports configurable GigabitEthernet2 1 0 2GigabitEthernet2 1 0 3Excludedports cannotbeconfigured Ten GigabitEthernet1 2 0 25Ten GigabitEthernet2 2 0 26MADenabledaggregationport Bridge Aggregation2MADBFDenabledinterface Vlan interface10madipaddress10 0 0 2255 255 0 0chassis1madipaddress10 0 0 3255 255 0 0chassis2 用户配置的保留接口 使能LACPMAD的聚合口 使能BFDMAD的接口 显示MAD详细配置信息 IRF2技术原理IRF2基础配置部署IRF2 目录 部署IRF2的优势 为解决网络冗余设计导致的环路问题 需同时引入RSTP MSTP和VRRP等协议 此种网络设计配置复杂 升级维护困难 难以支撑应用和业务的长远发展 IRF2极大地简化了网络逻辑架构 降低了网络设计 部署和维护的难度 提高了可靠性和故障自愈速度 可支撑上层应用快速发展变化 传统网络模型 L3 L2 Aggregationgateway Access Core L2接入层的IRF2改造 L3 L2 Aggregationgateway Access Core IRF A IRF B 生成树阻断链路 捆绑链路 L3接入层的IRF2改造 L3 L2 L3 L2 IRF A IRF B 捆绑链路 三层路由接口 等价路由 IRF2上行流量负载均衡与IRF2链路带宽 ECMP或链路聚合 非等价路由上行 应保证IRF2端口带宽不小于IRF2堆叠系统中单台设备出口总带宽 情形一 下行采用链路聚合 上行采用ECMP或链路聚合 情形二 非等价路由上行 流量往返路径不一致 一半的流量通过IRF2链路 支持IRF2的产品配置注意事项 对于框式设备堆叠口最好来自不同的板卡 至少两个或以上接口配置堆叠 避免单点故障 盒式设备多采用环形堆叠 两组IRF2设备互联时多采用口字型结构 以简化流量模型 MAD检测线路可以选择不同单板的千兆口捆绑后提高可靠性 S12500系列的XP32单板及S7500E系列的8口万兆单板均为非线速单板 注意线速口的分配 堆叠设备的版本及机框型号要保持一致 避免自动同步版本的情况发生 产品配置前仔细研读各型号产品的配置手册 尤其是S7500E系列 主控和接口型号都要注意 S12500 S9500E系列产品配置注意事项 S9500E系列设备上 使用不同后缀名主控板的设备之间不能形成IRF 例如以B1作为后缀名的主控板LSR1SRP2B1的设备和以C1作为后缀名的主控板LSR1SRP2C1设备之间不能形成IRF 但是以C1作为后缀名的主控板LSR1SRP2C1的设备和以C2为后缀名的主控板LSR1SRP2C2的设备之间可以形成IRF 两个框的系统模式必须相同 不同的系统模式不能形成IRF MPLSPOPGO模式 PCLkey类型 40B 80B和48B 不相同的话 也不能形成IRF 在IRF模式下 默认情况支持版本自动加载功能 主备单板软件版本号不一致 则自动从Master设备下载启动文件 然后使用新的系统启动文件重启 重新加入IRF 但是如果主备单板软件版本不配套 自动加载功能可能不能正常工作 是否配套依赖于两个版本的差异大小 有时候即使两个相邻的版本会不配套 需查看版本说明书中的具体说明 两个框的成员编号不能相同 在启动IRF之前要求先配置不同的成员编号 同框的两块主控板成员编号要求一致 如果不一致 备板会重启一下然后把成员编号改成和主板一致 使能LACPMAD检测时 注意必须配置中间设备 且中间二层设备必须要是H3C的设备 并且使用支持LACPMAD协议扩展字段的V5主机软件版本 在IRF模式下 流镜像和端口镜像不支持跨框镜像到端口 S7500E系列产品配置注意事项 1 软件版本的注意事项S7500E需要使用6600系列的版本支持堆叠特性 堆叠设备的软件版本需要相同 使用机箱的注意事项S7500E大机箱即S7510E S7506E S7506E V S7503E支持堆叠 S7502E S7503E S S7506E S机箱还不支持堆叠 S7500E目前版本 R6603P05 所有机箱都是最多支持2台堆叠 目前版本的MemberID可以配置范围为1 4 对于S7510E机箱 最多支持2台堆叠 成员的MemberID只能是1和3 其他类型机箱无此限制 MemberID可以是1 2 3或者4 为了配置的简单和清晰 建议在使用S7506E S7506E V S7503E的时候MemberID配置为1和2 对于S7506E机箱 MemberID设置为4时 最后两个业务槽位不可用 对于支持堆叠的机框 不同类型机框之间可以堆叠 即在满足有关机箱 引擎和业务板的约束条件下 堆叠的两台设备的机箱类型不必相同 S7500E系列产品配置注意事项 2 使用引擎的注意事项可以应用于S7500E大机箱即S7510E S7506E S7506E V S7503E的所有类型引擎都支持堆叠 目前这些引擎有