H3C IRF3纵向虚拟化

H3CIRF3纵向虚拟化解决方案H3CIRF3VerticalvirtualizationSolutionsH3CVCF虚拟融合框架VCF（VirtualConvergedFramework）虚拟融合框架包含了H3C对资源管理层、融合控制层、基础承载层的定义，是H3C面向开放的上层业务集成手段、面向应用的端到端自动化交付、整合软件定义基础架构的整体解决方案，在技术实现上则包含了IRF2、IRF3、openflow、VxLAN及NFV等一系列的新技术。开放的上层业务集成手段提供从基础架构到面向应用编排的多层次OpenSDK，易于集成及业务扩展面向应用的端到端自动化交付面向用户核心应用系统的IT可视化、跨领域（网络、计算、存储、终端）业务编排，IT业务自动化部署基于应用的IT服务端到端监控手段整合软件定义基础架构根植于传统经典网络，融合新型OpenFlow、NFV网络，融合对云和终端的控制，形成云网融合基础架构，在架构演进的同时，保护现有投资形成基础构架层、融合控制层、资源管理层三层架构，实现IT业务的虚拟化，灵活调配资源，自定义，自适应H3C网络虚拟化技术发展历程………历经12年积累，推出IRF1历经17年积累，推出IRF2历经21年积累，推出IRF33ComStackableEthernetHub1992H3CIRF1横向虚拟化(低端)2004H3CIRF2横向虚拟化(全系列设备)20093ComStackableL2switchSuperStack1100/330019983COMXRNTechnologyL3switchSuperStackSwitch40x02002H3CIRF技术发展H3CIRF3纵向虚拟化(高、低端交换)2013IRF智能弹性架构技术IRF（IntelligentResilientFramework，智能弹性架构技术），是H3C自主研发的网络虚拟化技术，将多台物理设备通过IRF虚拟化成一台逻辑设备，从而实现多台设备的协同工作、统一管理和不间断维护。IRF1：第一代智能弹性架构，低端设备横向虚拟化。利用低端产品弹性扩展解决了接入层的网络扩容和大量的接入层设备管理维护问题。IRF2：第二代智能弹性架构，全系列设备横向虚拟化。利用表项同步、跨机架链路聚合、负载分担及统一管理等技术解决了核心和汇聚层在全业务情况下的冗余部署问题，提高系统可靠性的同时降低了配置和管理难度。IRF3：第三代智能弹性架构，网络设备纵向虚拟化技术。利用网络异构扩展技术将整个网络虚拟化为一个管理节点，急剧降低了网络管理难度并简化了布线；完全屏蔽了网络内部结构和配置的复杂性，用户只需关心网络资源的调度。IRF3是H3C虚拟融合架构(VirtualConvergedFramework，VCF)的核心技术之一，是H3CSDN理念在在IT系统中的落地，体现了“资源管理+融合控制+物理承载”的分层治理理念。从IRF2说起传统网络IRF2在不改变网络物理拓扑连接条件下，通过将网络同一层的多台设备横向整合成一台逻辑设备，从而实现多台设备的协同工作、统一管理，从逻辑上简化了网络架构并提升了网络整体效率：同层级多节点合一，多链路被捆绑成单条逻辑链路消除复杂VLAN+MSTP/VRRP配置，收敛时间大幅降低DC范围内路由&VLAN规划极大简化单个物理节点、链路的故障不影响上层路由管理节点明显降低IRF2网络从IRF2到IRF3IRF3继承了IRF2的优点，并在纵向维度深度扩展，对网络结构、流量模型带了深刻变化。……IRF2-IRF3管理节点传统DC网络拓扑L3CoreL3Core…CBCoreIRF-VCoreAggregationAccess基于IRF-V的DC网络拓扑PEIRF3减少网络层次大规模的数据中心要求大容量二层网络，接入层仍然有大量的小堆叠，整个网络系统的管理点规模仍非常大。以左图50台设备为例，两两IRF2，还有25个设备管理点，IRF3将管理节点减少为1个，管理节点减少96%。IRF2对网络可靠性有明显提高，但网络的部署层级没有变化IRF3将网络从三层拓扑变为大二层网络…VMVM…PE上行冗余服务器上行冗余…IRF2解决的是纯物理网络的问题IRF3支持PE到CB上行、服务器可跨PE上行二级冗余，并保留同802.1BR的兼容性，对VM支持更友好IRF3对虚机支持从IRF2到IRF3对比项IRF2IRF3网络层级对传统网络拓扑的优化完善，同层级虚拟，对堆叠设备的版本同一性有严格要求不同设备之间可以虚拟成一台，跨逻辑层次虚拟，压缩网络层级，更适合构建大规模二层网络虚拟台数高端2-4台，低端4-9台根据设备性能不同，支持几十台设备的虚拟管理节点最大减少为1/4~1/9在IRF2的基础上进一步大幅度减少横向堆叠线缆接入层存在横向链路，对布线和维护有一定影响无横向链路，节省布线，维护简单对VM支持不涉及后向兼容VM流量模型传统流量模型SDN的实现方式之一，且兼容openflowIRF3,是对IRF2的继承和创新：1.高性价比大二层部署将三层网络演变为大二层构建大规模高性价比大二层2.部署灵活,管理方便即插即用，配置简单部署灵活，随意扩展变多管理节点为单一管理节点，管理难度大幅度降低3.特性丰富、性能优良具备丰富的数据中心特性，例如FCoE、VEPA、TRILL、DCBX、SPB支持本地转发及集中式转发，转发效率高下挂PE规模大，支持千兆PE及万兆PE4.高可靠性多级可靠性保证部署故障自动隔离H3CIRF3方案特点1423纵向虚拟化方案高性价比：从L3层网络演变为大二层接入设备提供L2接入不同的L2之间只能L3通信，L3由汇聚设备提供L2设备之间横向堆叠，以提供服务器接入的可靠性，通过增加成本提供可靠性整个网络为大二层接入设备之间不需要直接连接就可以提供设备之间的可靠性，既节省成本又提供可靠性部分现有网络设备通过升级就可以完成演变零成本演变（且省去了接入设备之间堆叠连接）L3L2L2全部高性能设备普通组网大二层：二层网络中的设备具有同质性要求所有接入端口都需要高性能高成本设备提供IRF3不同层次设备组网大二层：采用异构设备的融合，网络由不同层次的设备组成只有CB设备是高性能高成本PE设备为低性能盒式设备，且各PE设备之间没有直接关系，可为不同性能的设备同样端口规模的大二层高性价比：大容量二层网络部署灵活,管理方便：即插即用，配置简单同质设备的IRF2横向堆叠中，各个设备对等，各设备上都需要进行配置后才能堆叠纵向融合中，PE设备始终为从设备角色，不需要配置即可与配置了IRF3的CB组网，即插即用。PE的自动加入IRF3的过程如图所示。Hello：发送PE探测报文收到PE探测报文把自己从交换模式切换为PE模式。然后重启进入Bootware。Request：给所有UP状态的上行口发Slot-ID请求报文Response：回应槽位号Slot-ID请求报文选择应答最先到达的端口(Slot-ID)为加载端口Request：发送软件加载请求报文Ack：回应加载确认进行bootware或app加载…Response：版本文件描述信息Ack：加载结束确认引导已下载的app重启Request：重启后，远程接口板注册完成接口板注册下发配置信息IRF3Fabric口enabledSlot-ID已分配①②③④CBPE部署灵活,管理方便：部署灵活，随意扩展①服务器扩容，CB容量够用，但接入端口不够，在线增加PE即可②服务器扩容，CB容量也不够用，同时在线增加CB和PE，增加CB的过程影响大一些，需要慎重③服务器链路速率变化，在线更换新类型的PE。这种情况等于删除原PE，增加新PE，相关配置需要新部署，但不影响其他在线PE部署灵活,管理方便：单管理点管理点1L3L2L2管理点2管理点3管理点1所有的配置等管理数据都在CB设备上一个网络就一个逻辑管理点特性丰富、性能优良ServerCBPECB设备支持IRF2、FCoE、VEPA、Trill、SPB、ISSU等云特性框式CB设备还支持EVI、MDCCB设备支持高密万兆接入，支持40GE接口及向100GE接口平滑演进框式CB设备支持CLOS架构，大幅提高系统可靠性并实现数据处理能力平滑扩展PE设备支持大MAC地址表项，支持本地转发能力，支持IRF3纵向转发模式和本地转发模式切换高可靠性：多级可靠性保证②PE通过聚合链路多归属到多台CB，提高可靠性③服务器通过聚合链路多归属到多台PE，提高可靠性CBPEPEPEPE①CB设备横向IRF堆叠，互为备份，提高可靠性17高可靠性：部署故障自动隔离②CB的IRF3端口，如果连接的是非正确的PE，则CB将其blockCBPEPEPEPE①不是连接到CBIRF3端口的UpLink端口，则PE将其blockⅹⅹCBPEPEⅹⅹⅹ非PE③如果配置为IRF3聚合，PEUpLink聚合交叉连接，则双方都block为什么要引导IRF3?1、创新性技术！IRF3是继IRF2之后推出的最具创新性的技术，继承了IRF2的优点，并进一步给客户带来实实在在的价值，比如：进一步大幅简化管理配置、压缩网络层级、减少横向布线便于机房维护、方便扩容等。并且前向兼容部分在网设备，无硬件投资便可支持，最大限度保护客户投资。2、强竞争！IRF3目前竞争形式非常明朗，只有思科能够在Nexus系列、Catalyst系列C6800上支持，其它友商都具有明显的短木板，能够和思科形成两张门票关系，是又一个重磅差异化利器。3、易引导！IRF3对客户有现实价值，符合SDN网络发展趋势；架构上的差异不同于传统软件特性的差异，标书也更容易书写。H3CIRF3方案模型CBPEPEPEPECB为框式设备或者高性能盒式设备PE一般为盒式设备功能上：IRF3≈标准端口扩展+[本地转发]+[多级跨设备多归属]IRF3：IntelligentResilientFramework3,第三代智能弹性架构，在纵向维度上支持异构扩展，在获得形成一台逻辑虚拟设备的基础上，把一台低成本的盒式设备作为一块远程接口板加入主设备系统，以达到扩展I/O端口能力和进行集中控制管理的目的。逻辑上分为控制设备CB（ControllingBridge）和扩展设备PE（PortExtender）两类。H3CIRF3方案实用模型PEPEPEPECB(IRFStack)*ciscoVPCUnit1/Chassis1Unit2/Chassis2IRF3/桥端口扩展技术①InnerTag√②802.1BR③802.1Qbg*ciscoVNTagIRF2技术①InnerTag√VM端口扩展技术①802.1Qbg√②802.1BR*ciscoVNTag①横向IRF2堆叠①+②形成Fabric（H3CSDN网络的一种技术实现方式，是H3CVCF虚拟融合框架的主要技术之一）②纵向IRF3H3CIRF3方案组网规则①高性能盒式设备或者框式设备作为CB设备，且CB易采用多设备横向IRF堆叠②PE由盒式设备组成，多归属到不同CBIRF成员限定性组网规则①PE只能单级，不支持PE级联②PE之间不能有直接横向连接，如果PE默认的高速上行口之间互联，则系统自行阻断；如果PE之间UNI口互联，则视为设备自环，由用户配置保证③PE设备高速端口作为IRF3UpLink口建议性组网规则H3CIRF3方案中设备角色CBPEPEPEPEH3CIRF3纵向虚拟化解决方案中可横向堆叠的CB设备，由高性能设备承担，完成主要的管理、控制、流量转发决策。H3CIRF3纵向虚拟化解决方案中PE设备，主要是作为CB设备的端口扩展器，大大增加CB设备的网络接入端口规模，增加CB设备的组网能力。一般为盒式设备。根据需要，PE可视设备能力做一些本地的转发决策，以减轻CB的负担。H3CIRF3方案逻辑模型（盒式CB情况）PE……主用主控板（左边Master）备用主控板（左边Slave）备用主控板（左边Slave）备用主控板（左边Slave）线卡#100（左边PE）线卡#101