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IRF2基本原理 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 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的基本工作原理理解IRF2的主要应用 课程目标 学习完本课程 您应该能够 IRF2概述IRF2基本概念IRF2选举IRF2Merge和SplitIRF2冲突检测和故障恢复IRF2主要应用 目录 高性能交换网络的需求 高可靠性高收敛速度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 智能弹性架构II 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 VLAN 路由路径 使用IRF2后 配置文件 10 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 IRF2可靠性测试结果 支持IRF2的产品系列 IRF2概述IRF2基本概念IRF2选举IRF2Merge和SplitIRF2冲突检测和故障恢复IRF2主要应用 目录 IRF2设备连接 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 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 避免协议状态的变化和信息的重新收集计算 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设备的缺省成员编号均为1各型设备成员编号的配置有所不同 盒式设备成员编号1 9 框式设备1 2 75E为1 4 125 95E双主控情况下 可以采用命令修改备板上的成员编号S75E双主控情况下 如果主备板成员编号不一致 会自动把主板上成员编号同步到备板 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 IRF系统中的主控板分类 主控板角色IRF系统主控板 不可或缺 IRF成员本地主控板 不可或缺 备用板 可选 系统主控板作用IRF系统的控制核心主框设备的本地管理本框主控板作用负责本框上业务单板的加载 底层硬件管理等等其他功能均由系统主控板完成注 备框设备上接口板加载成功后就会跳过本框主控板 与系统主控板直接交互 此时本框主控板作用和备板一致 主框 主框 系统主控板 备用板 接口板 接口板 接口板 接口板 接口板 接口板 接口板 接口板 IRF系统主控板的功能 系统内所有接口板之间的板间通信 三层以上协议邻居的维护及计算 系统中所有BFD邻居维护及计算 IRF系统全局配置管理 接口板从系统主控板加载配置 系统内所有接口板FIB表项更新 本框内单板加载等底层硬件信息管理 控制核心 3 1 6 2 3 4 5 IRF系统中主备倒换机制 框内主备倒换与单框设备原理一致 通过重启原本地主控板进行倒换软件命令有变更 通过rebootchassisXslotY指定原控板重启实现倒换 而不再是单框下的salveswitch over只能选择本框内的备板进行倒换IRF系统主备倒换优先选择本框内的备板进行倒换 属于框内主备倒换的范畴次选备框设备的本地主控板进行倒换 倒换方式如下 如果主框存在备用板 则必须通过重启主框才能实现主备倒换 rebootchassisX即可如果主框没有备用板 则只需重启原IRF主控板即可完成倒换 rebootchassisXslotY即可 注意 系统主备倒换必然会导致三层协议邻居重建 但可以通过GR NSR等技术搞定 IRF2概述IRF2基本概念IRF2选举IRF2Merge和SplitIRF2冲突检测和故障恢复IRF2主要应用 目录 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 IRF2概述IRF2基本概念IRF2选举IRF2Merge和SplitIRF2冲突检测和故障恢复IRF2主要应用 目录 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 SWD 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 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 两种合并方式 已经是MASTER的设备如何合并 不是IRF模式设备如何合并 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 IRF2概述IRF2基本概念IRF2选举IRF2Merge和SplitIRF2冲突检测和故障恢复IRF2主要应用 目录 IRF2MAD检测 IRF2堆叠分裂后 会在网络中形成两组或多组 配置相同 的设备组 均有配置相同的ActiveMaster 从而产生冲突IRF2附加了检测和冲突处理 称为MAD Multi ActiveDetection 多Active检测 MAD检测的两种方法 基于LACP方式的MAD检测基于BFD方式的MAD检测 基于LACP方式的MAD检测 当前生效的MasterID也称为ActiveID要求IRF2堆叠与接入交换机通过跨设备动态聚合互连 接入交换机必须为支持此检测特性的H3C设备在使能多Active检测的聚合组上 接入交换机会将ActiveID通过LACP报文广播到其他成员端口如果IRF2堆叠成员发现收到不同的ActiveID 则ActiveID大的竞争失败竞争失败的新IRF2堆叠将关闭管理口以外的其他所有业务口可以支持多个检测聚合组 检测聚合组不影响业务转发 基于BFD方式的MAD检测 IRF2堆叠内的成员设备通过三层口连接 并在三层接口分别为主备设备配置一个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 当IRF22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小的一侧将竞争获胜竞争失败的一侧将关闭除管理口以外的所有业务端口BFDMAD和STP功能互斥BFD会话可以穿越二层网络单独占用一个口 BFD检测端口不能转发业务 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1 Active IRF2堆叠2 Recovery IP网络 IP网络 IRF堆叠1因物理故障不