IRF(Intelligent Resilient Framework，智能彈性架構)是H3C自主研發(fā)的交換機虛擬化技術。它的核心思想是將多臺物理設備虛擬化成一臺“虛擬設備”，實現(xiàn)N：1的橫向虛擬化整合。使用這種虛擬化技術可以實現(xiàn)多臺設備的協(xié)同工作、統(tǒng)一管理和不間斷維護。

為了便于描述，這個“虛擬設備”也稱為IRF。所以，本文中的IRF有兩層意思，一個是指IRF技術，一個是指IRF設備。

IRF的優(yōu)點：

˙ 簡化管理。IRF形成之后，用戶通過任意成員設備的任意端口均可以登錄IRF系統(tǒng)，對IRF內所有成員設備進行統(tǒng)一管理。而不用物理連接到每臺成員設備上分別對它們進行配置和管理。

˙ 簡化網(wǎng)絡運行。IRF形成的虛擬設備中運行的各種控制協(xié)議也是作為單一設備統(tǒng)一運行的，例如路由協(xié)議會作為單一設備統(tǒng)一計算。這樣省去了設備間大量協(xié)議報文的交互，簡化了網(wǎng)絡運行，縮短了網(wǎng)絡動蕩時的收斂時間。IRF技術的這一特性是常見的集群技術所不具備的，后者僅僅能完成設備管理上的統(tǒng)一，而集群中的設備在網(wǎng)絡中仍然分別作為獨立節(jié)點運行。

˙ 強大的網(wǎng)絡擴展能力。通過增加成員設備，可以輕松自如的擴展IRF系統(tǒng)的端口數(shù)、帶寬和處理能力。

˙ 保護用戶投資。由于具有強大的擴展能力，當用戶進行網(wǎng)絡升級時，不需要替換掉原有設備，只需要增加新設備既可。很好的保護了用戶投資。

˙ 高可靠性。IRF的高可靠性體現(xiàn)在多個方面，例如：成員設備之間IRF物理端口支持聚合功能，IRF系統(tǒng)和上、下層設備之間的物理連接也支持聚合功能，這樣通過多鏈路備份提高了IRF系統(tǒng)的可靠性;IRF系統(tǒng)由多臺成員設備組成，Master設備負責IRF系統(tǒng)的運行、管理和維護，Slave設備在作為備份的同時也可以處理業(yè)務，一旦Master設備故障，系統(tǒng)會迅速自動選舉新的Master，以保證通過IRF系統(tǒng)的業(yè)務不中斷，從而實現(xiàn)了設備的1:N備份。IRF是網(wǎng)絡可靠性保障的最優(yōu)解決方案。

˙ 高性能。由于IRF系統(tǒng)是由多個支持IRF特性的單機設備虛擬化而成的，IRF系統(tǒng)的交換容量和端口數(shù)量就是IRF內部所有單機設備交換容量和端口數(shù)量的總和。因此，IRF技術能夠通過多個單機設備的虛擬化，輕易的將設備的核心交換能力、用戶端口的密度擴大數(shù)倍，從而大幅度提高了設備的性能。

IRF組網(wǎng)應用：

˙ 使用IRF擴展端口數(shù)量。使用IRF擴展端口數(shù)量如圖所示。當接入的用戶數(shù)增加到原交換機端口密度不能滿足接入需求時，可以通過在原有的IRF系統(tǒng)中增加新的交換機而得到滿足。

圖 使用IRF擴展端口組網(wǎng)圖

˙ 使用IRF擴展系統(tǒng)處理能力。使用IRF擴展系統(tǒng)處理能力如圖所示。當中心的交換機轉發(fā)能力不能滿足需求時，可以增加新交換機與原交換機組成IRF系統(tǒng)來實現(xiàn)。若一臺交換機轉發(fā)能力為64M PPS，則通過增加一臺交換機進行擴展后，整個IRF設備的轉發(fā)能力為128M PPS。需要強調的是，是整個IRF設備的轉發(fā)能力整體提高，而不是單個交換機的轉發(fā)能力提高。

圖 使用IRF擴展系統(tǒng)處理能力組網(wǎng)圖

˙ 使用IRF擴展帶寬。使用IRF擴展帶寬如圖所示，當邊緣交換機上行帶寬增加時，可以增加新交換機與原交換機組成IRF系統(tǒng)來實現(xiàn)。將成員設備的多條物理鏈路配置成一個聚合組，可以增加到中心交換機的帶寬。而對中心交換機的而言，邊緣交換機的數(shù)量并沒有變化，物理上的兩臺交換機看起來就是一臺交換機，原有交換機會將當前的配置批量備份到新加入的交換機。因此，這種變化對網(wǎng)絡規(guī)劃和配置影響很小。

 

圖 使用IRF擴展帶寬組網(wǎng)圖

˙ 使用IRF簡化組網(wǎng)。使用IRF簡化組網(wǎng)如圖所示，使用IRF后，匯聚層的多個設備成為了一個單一的邏輯設備，接入設備直接連接到虛擬設備。這個簡化后的組網(wǎng)不再需要使用MSTP、VRRP協(xié)議，簡化了網(wǎng)絡配置。同時依靠跨設備的鏈路聚合，在成員出現(xiàn)故障時不再依賴MSTP、VRRP等協(xié)議的收斂，提高了可靠性  

圖 使用IRF簡化組網(wǎng)

l 國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心使用IRF虛擬化技術情況綜述

隨著國家電網(wǎng)SG186信息化水平的深入,國家電網(wǎng)已經(jīng)基本形成總部、網(wǎng)省分部一體化信息平臺、兩級數(shù)據(jù)中心、三級應用的IT基礎架構，同時在北京、上海、西安三地統(tǒng)籌規(guī)劃建設了面向全公司所有業(yè)務領域的一級容災中心，目前已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)級向應用級的跨越，并進一步計劃到十二五末實現(xiàn)集中式數(shù)據(jù)中心。H3C作為國家電網(wǎng)公司首選信息化合作伙伴，提供的數(shù)據(jù)及容災中心解決方案廣泛應用于總部及十幾個網(wǎng)省，其中虛擬化技術是客戶認可的關鍵因素。

1、為什么要使用IRF?

1)性能翻番

數(shù)據(jù)中心核心設備和匯聚設備都是負載分擔的方式---兩臺設備當兩臺用;

接入到匯聚以及匯聚到核心的雙鏈路上行都是負載分擔方式---兩條鏈路當兩條用。

所有虛擬化后的設備及鏈路均參與流量轉發(fā);服務器可以雙網(wǎng)卡同時連接至交換機。

2)網(wǎng)絡更可靠

數(shù)據(jù)中心運行著國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)、營銷與管理等諸多關鍵業(yè)務，業(yè)務的連續(xù)正常運轉已經(jīng)成為國家電網(wǎng)公司企業(yè)正常運營的關鍵，數(shù)據(jù)中心采用IRF虛擬化技術后實現(xiàn)故障從秒級到毫秒級的切換時間，業(yè)務不中斷。

3)網(wǎng)絡更簡單

之前的數(shù)據(jù)中心廣泛采用傳統(tǒng)的STP技術，存在設備鏈路利用率低下、意外環(huán)路導致廣播風暴、VLAN規(guī)劃復雜、設備管理及運維困難等問題，而使用IRF2后，二層不需要生成樹;三層不需要VRRP;多臺設備只需管理一臺，配置一次，讓網(wǎng)絡更簡單。

2、主要應用示例：

1)國家電網(wǎng)某生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心：

在國家電網(wǎng)某生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心內網(wǎng)使用的匯聚交換機分別為兩臺S7506E，兩塊四端口萬兆板卡各提供一個端口形成IRF堆疊。

其中：

˙ 直屬單位內網(wǎng)集中部署服務器區(qū)采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區(qū)域匯聚交換機;

˙ 直屬單位內網(wǎng)集中部署三級系統(tǒng)服務器區(qū)采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區(qū)域匯聚交換機;

˙ 總部內網(wǎng)服務器區(qū)采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區(qū)域匯聚交換機;

˙ 總部內網(wǎng)三級系統(tǒng)服務器區(qū)采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區(qū)域匯聚交換機;

˙ 直屬單位及網(wǎng)省托管服務器區(qū)采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區(qū)域匯聚交換機。

2)國家電網(wǎng)某數(shù)據(jù)容災中心：

國家電網(wǎng)某數(shù)據(jù)容災中心承擔著多個分部和區(qū)域省份的關鍵業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)災備及應用級接管的重要責任，全部采用H3C數(shù)據(jù)中心整體解決方案，容災中心在核心層、匯聚層、接入層分別應用了IRF2技術。

其中，

˙ 核心層采用兩臺H3C S12508交換機配置IRF堆疊作為核心交換機;

˙ 監(jiān)控一體化區(qū)、帶內管理區(qū)、公共應用區(qū)、網(wǎng)省區(qū)、帶外管理區(qū)、用戶接入?yún)^(qū)、驗證區(qū)、公共存儲區(qū)的匯聚層分別采用兩臺H3C交換機(分別為S58、S75E、S95E )配置IRF堆疊作為匯聚交換機;

˙ 帶內管理區(qū)、公共應用區(qū)、網(wǎng)省區(qū)的接入層分別采用兩臺H3C S58交換機配置IRF堆疊作為接入交換機，其中，網(wǎng)省區(qū)接入為4臺S5832F配置4臺IRF堆疊。

隨著虛擬化技術的逐漸普及，虛擬化技術在數(shù)據(jù)中心的應用不僅僅局限于服務器虛擬化和存儲虛擬化了，用戶對于網(wǎng)絡資源化的需求也在不斷增長，通過網(wǎng)絡設備N:1虛擬化完成資源池的初步構建，未來再通過網(wǎng)絡設備1:N虛擬化完成網(wǎng)絡資源的再分配，配合網(wǎng)絡路徑虛擬化技術，完成端到端的網(wǎng)絡虛擬化部署。

H3C網(wǎng)絡虛擬化技術在國家電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)中心領域的廣泛應用，不僅確保了關鍵業(yè)務的穩(wěn)定運行，提高設備整體利用率，也為運維帶來極大的便利，降低了總體擁有成本。同時也為國家電網(wǎng)硬件資源池關鍵技術研究與應用提供了寶貴的知識儲備及工程經(jīng)驗。