概述

IRF（Intelligent Resilient Framework，智能弹性架构）是H3C自主研发的软件虚拟化技术。它的核心思想是将多台设备通过IRF物理端口连接在一起，进行必要的配置后，虚拟化成一台“分布式设备”。理解为堆叠有助于我们更快理解。

优势

  1. 大幅简化配置管理
  2. 提高整体设备性能
  3. 设备扩展简便
  4. 大幅提高设备可靠性
  5. 消除逻辑环路，不需要运行任何防环机制

    连接及端口限制

  • S5820V2-52Q/S5820V2-52QF/S5820V2-54QS-GE 交换机上的所有 10GE 以太网口、SFP+口或QSFP+口以及 S5830V2-24S 交换机上的所有 SFP+口都可以用于 IRF 连接。如果选择 10GE 以太网口或 SFP+口作为 IRF 物理端口，需要注意的是：
    • S5820V2-52QF/S5830V2-24S 设备上的 SFP+口根据端口编号进行分组，从编号 1 开始，按端口编号由小到大的顺序，每4个SFP+口分为一组。同一组中的所有端口用途必须相同，即必须同时作为普通业务端口或 IRF 物理端口。
    • S5820V2-52Q 设备上的 10GE 以太网口根据端口编号进行分组，从编号 1 开始，按端口编号由小到大的顺序，每 4 个 10GE 以太网口分为一组。同一组中的所有端口用途必须相同，即必须同时作为普通业务端口或 IRF 物理端口。
    • S5820V2-54QS-GE设备上的 4个 SFP+口用途必须相同，即必须同时作为 IRF物理端口或普通业务端口。
    • 在将某个 10GE 以太网口或 SFP+口与 IRF 端口进行绑定或取消绑定之前，必须先对该接口所在组内的所有接口执行 shutdown 操作；在完成绑定或取消绑定操作后，再对同组内所有接口执行 undo shutdown 操作。使用接口批量配置功能可以更快捷的完成以上操作。

      IRF的相关基本概念

      irf01.png
      1、角色

      IRF中每台设备都称为成员设备，成员设备按照功能不同，分为两种角色：

      • master：负责管理整个IRF。
      • slave：作为master的备份设备运行，当master故障时，系统会自动从slave中选举出一个新的master接替原master工作。

master和slave均由成员设备选举产生。一个IRF中同时只能存在一台master，其他成员设备都是slave。
2、IRF端口：一种专用于IRF的逻辑结构，分为IRF-port1和IRF-port2，需要和IRF物理端口绑定之后才能生效。
3、IRF物理端口：设备上可以用于IRF连接的物理端口。IRF物理端口可能是IRF专用接口，以太网接口或者光口（设备上哪些端口可用作IRF物理端口与设备型号有关，要以实际情况为准）。通常情况下，以太网接口和光口负责向网络中转发业务报文，当它们与IRF端口绑定后就成为了IRF物理端口，用于成员设备之间转发报文。可转发的报文包括IRF相关协商报文及需要跨成员设备转发的业务报文。
4、IRF合并：两个IRF各自已经稳定运行，通过物理连接和必要的配置，形成一个IRF，这个过程就是IRF合并。
5、IRF分裂：一个IRF形成后，由于IRF链路故障，IRF中两相邻成员设备物理上不连通，一个IRF变成两个IRF，这个过程就是IRF分裂。
6、成员优先级：成员优先级是成员设备的一个属性，主要用于角色选举过程中确定成员设备的角色。优先级越高当选master的可能性越大，设备的默认优先级为1，如果想让某台设备当选master，则在组建IRF前，可以通过命令行手动提高该设备的成员优先级。

  • IlRF堆叠中的成员设备分为Master设备和Slave设备。
  • 成员设备上用于堆叠连接的物理端口称为物理堆叠口。
  • 物理堆叠口需要和逻辑堆叠口绑定，逻辑堆叠口简称为维叠口。
  • 由多个物理堆叠口聚合的堆叠口称为聚合堆叠口。

    IRF的运行模式与配置方式

    IRF的运行模式分为IRF模式和独立运行模式，设备出厂时默认处于独立运行模式。若在本次运行过程中，没有修改设备的运行模式，则下次启动会继续使用本次启动的运行模式；若在本次运行过程中，修改了设备的运行模式，则设备会自动重启，切换到新的模式。
    当设备从独立模式切换到IRF模式后，即使只有一台设备也会形成IRF，因为管理和维护IRF也需要耗费一定的系统资源，所以，如果当前组网设中设备不需要和别的设备组成IRF，建议将运行模式配置为独立运行模式。
    chassis convert mode irf命令用来将设备的运行模式切换到IRF模式。

    工作原理

    IRF的角色选举

    IRF分为四阶段：物理连接、设备间通过IRF端口进行信息收集、选举主备关系、IRF自行维护。只需了解选举规则以及分裂处理机制，其它信息不必深入。如果有需要可以单独debugIRF信息即可。

确定成员设备角色为master或slave的过程称为角色选举，角色选举会在拓扑变更的情况下产生，如IRF建立、新设备加入、master设备离开或故障等。
角色选举规则如下：当前master优先（IRF系统形成时，没有master设备，所有加入的设备都认为自己是master，会跳转到第二条规则继续比较）。

  1. 成员优先级大的优先。
  2. 系统运行时间长的优先。
  3. 桥（交换机设备）MAC地址小的优先。

从上面第一条开始判断，若判断的结果是多个最优，则继续判断下一条，直到找到唯一最优的成员设备才停止比较。此最优成员设备就是master，其他成员设备就都是slave咯。

分裂机制

(1)IRF分裂分为两种情况，主机或者备机整机down掉，那么OK直接更换新设备即可。
(2)如果是IRF链路或者端口down掉，主备之间需要IRF的心跳线（MAD检测）彼此互换IRF信息。为避免二层信息混乱，IRF是让备机完全处于停机状态，It really doesnt work .
关于IRF的相关理论知识还有它的工作原理、管理和维护及多IRF冲突检测（MAD功能）等等，这里就不说了（我懒），可以参考网络虚拟化IRF技术，这个链接上关于IRF介绍的很详细了。

IRF分裂

一个IRF形成后，由于IRF链路故障，导致IRF中两相邻成员设备不连通，一个IRF分裂成两个IRF，这个过程称为IRF分裂。
image.png

常用名词

IRF合并、IRF分裂、IRF端口、IRF角色、IRF主备

工作流程

IRF - 图3

Master设备选举规则

IRF - 图4

IRF堆叠协议热备份

  • 堆叠组内的所有交换机会自动同步配置文件，但是成员交换机允许过程中产生缓存表项并不包含在配置文件中
  • 热备份机制会自动吧运行过程中的缓存表项进行同步，比如邻居表、协议路由表、ARP表等。

    IRF形成的必要条件

  1. 堆叠口中的物理接口必须使万兆以上的接口
  2. 一台设备上最多有2个堆叠口
  3. 一台设备的1号堆叠口必须连接到另一台设备的2号堆叠口
  4. 一台设备上的2号堆叠口对应的物理口的ID必须大于1号堆叠口对应的物理口的ID

  5. 所有堆叠的物理设备的操作系统必须一致

    配置步骤

  6. 更改设备编号

  7. 保存配置，手动重启更改了设备ID的交换机
  8. 手动Shutdown要加入到堆叠口中的物理口
  9. 创建虚拟堆叠口，并加入相应的物理口
  10. 手动开启物理口
  11. 保存配置
  12. 激活IRF配置

    相关命令

    | [h3c]irf-port ‘member-id/port-id’ | 创建IRF堆叠口 | | —- | —- | | [h3c-irf-port1/1]port group interface ‘port-id’ | 物理口加入到堆叠口 | | [h3c]irf member ‘member-id’ renumber ‘new-member-id’ | 更改IRF设备ID | | [h3c]irf-port-configuration active | 激活IRF配置 | | display irf topology | 如果表中有两台设备存在就算建立成功了 |

交换机 IRF 设备 ID 与设备编号一致，所以修改 IRF 设备 ID，并保存配置后，重启生效后才可进行后续配置

irf domain

irf domain命令用来配置IRF域编号。
undo irf domain命令用来恢复缺省情况。
【命令】
irf domain domain-id
undo irf domain
【缺省情况】
IRF的域编号为0。
【使用指导】
为了适应各种组网应用，同一个网络里可以部署多个IRF。多个IRF之间使用不同的域编号以示区别。
如果LACP MAD、ARP MAD、或ND MAD组网的中间设备本身也是一个IRF系统，则必须配置该命令确保IRF和中间设备的IRF域编号不同，否则可能造成检测异常，甚至导致业务中断。
IRF中的所有成员设备都共用这个IRF域编号。在IRF设备上使用irf domain、mad enable、mad arp enable、mad nd enable命令均可修改全局IRF域编号，最新的配置生效。请按照网络规划来修改IRF域编号，不要随意修改。
【举例】
# 配置IRF的域编号为10。
system-view
[Sysname] irf domain 10

1.1.9 irf link-delay

irf link-delay命令用来配置IRF链路状态变化的延迟上报时间。
undo irf link-delay命令用来恢复缺省情况。
【命令】
irf link-delay interval
undo irf link-delay
【缺省情况】
IRF链路状态变化延迟上报时间为4秒。
【视图】
系统视图
【缺省用户角色】
network-admin
【参数】
interval：表示IRF链路状态变化的延迟上报时间，取值范围为0～10000，单位为毫秒。取值为0时，表示不延迟。
【使用指导】
如果IRF链路的不稳定状态持续时间不超过延迟上报时间，则不会导致IRF分裂。
需要注意的是，本系列设备仅对IRF端口的状态变化做延迟上报处理，IRF物理端口的状态变化会立即上报。
【举例】
# 配置IRF链路状态变化的延迟上报时间为300毫秒。
system-view
[Sysname] irf link-delay 300

1.1.10 irf mac-address persistent

irf mac-address persistent命令用来配置IRF桥MAC的保留时间。
undo irf mac-address persistent命令用来配置IRF桥MAC不保留，立即变化。
【命令】
irf mac-address persistent { always | timer }
undo irf mac-address persistent
【缺省情况】
IRF桥MAC的保留时间为6分钟。
【视图】
系统视图
【缺省用户角色】
network-admin
【参数】
always：配置IRF桥MAC永久保留。如果配置了MAC地址永久保留，则无论IRF桥MAC拥有者是否离开IRF，IRF桥MAC始终保持不变。
timer：配置IRF桥MAC的保留时间为6分钟。如果配置了桥MAC保留时间为6分钟，则当IRF桥MAC拥有者离开IRF时，IRF桥MAC在6分钟内不变化。如果IRF桥MAC拥有者在6分钟内重新又加入IRF，则IRF桥MAC不会变化。如果6分钟后IRF桥MAC拥有者没有回到IRF，则会使用IRF当前主设备的桥MAC作为IRF桥MAC。
【使用指导】
IRF桥MAC保留时间是指在桥MAC拥有者离开IRF后，IRF可以继续使用当前桥MAC的时间。
如果配置了MAC地址不保留，立即变化，当IRF桥MAC拥有者离开IRF时，系统立即会使用IRF中当前主设备的桥MAC做IRF桥MAC。
当使用ARP MAD/ND MAD和MSTP组网时，需要将IRF配置为MAC地址立即改变，即配置undo irf mac-address persistent命令，以避免流量中断。
当使用链型拓扑搭建IRF，且IRF与其他设备之间有聚合链路存在时，如果需要重启主设备，请不要使用undo irf mac-address persistent命令配置IRF的桥MAC立即变化，否则可能会导致数据传输的延时甚至丢包。
当IRF设备上存在跨成员设备的聚合链路时，请不要使用undo irf mac-address persistent命令配置IRF的桥MAC立即变化，否则可能会导致流量中断。
缺省情况下，IRF的桥MAC为IRF中当前主设备的桥MAC。
如果两台物理设备的桥MAC相同，则它们不能合并为一个IRF。IRF的桥MAC不受此限制，只要成员设备自身桥MAC唯一即可。
【举例】
# 配置IRF的桥MAC保留时间为永久保留。
system-view
[Sysname] irf mac-address persistent always

1.1.11 irf member description

irf member description命令用来配置IRF中成员设备的描述信息。
undo irf member description命令用来恢复缺省情况。
【命令】
irf member member-id description text
undo irf member member-id description
【缺省情况】
未配置成员设备的描述信息。
【视图】
系统视图
【缺省用户角色】
network-admin
【参数】
member-id：表示设备在IRF中的成员编号。
text：设备的描述信息，为1～127个字符的字符串。
【举例】
# 配置成员设备1的描述信息为F1Num001。
system-view
[Sysname] irf member 1 description F1Num001