IRF虛擬化技術(shù)在路由器高可靠性方面的研究和應(yīng)用

李長青　李紅信　許凱

摘要：路由器是互聯(lián)網(wǎng)中的核心設(shè)備，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展作為核心設(shè)備的路由器也在不斷地發(fā)展。當(dāng)下，路由器的分布式體系結(jié)構(gòu)很好地解決了功能模塊冗余的需求問題；設(shè)備冗余方面，本文論述了路由器IRF（Intelligent Resilient Framework，智能彈性構(gòu)架）方案，該方案可以實現(xiàn)多個路由器的“橫向整合”[1]并實現(xiàn)設(shè)備級的高可靠性，并通過模擬實際組網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)測試，驗證了IRF路由器方案的高可靠性。

關(guān)鍵詞：冗余 路由器IRF 橫向整合 可靠性

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）08-0000-00

1引言

隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬化承載的業(yè)務(wù)越來越多，傳統(tǒng)的三層構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能很好地滿足虛擬化技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)的無障礙、安全和低延時的特性的需求，通過IRF網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)彈性、安全、自適應(yīng)的高可靠性的構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)，充分應(yīng)對人們對網(wǎng)絡(luò)高可靠性需求的挑戰(zhàn)。

2 IRF系統(tǒng)工作原理

IRF技術(shù)的基本思想就是將多臺設(shè)備通過堆疊虛擬化成一臺邏輯設(shè)備，用戶只需對這臺虛擬設(shè)備進(jìn)行管理，即可實現(xiàn)對堆疊中所有設(shè)備的管理。

多臺設(shè)備要形成一個IRF，需要先將成員設(shè)備的IRF物理端口連接起來，每臺設(shè)備通過和自己直接相鄰的其他成員設(shè)備之間交互IRF Hello報文來收集整個IRF的拓?fù)潢P(guān)系。每個成員設(shè)備都在本地記錄自己已知的拓?fù)湫畔?。初始時刻，成員設(shè)備只記錄了自身的拓?fù)湫畔ⅰ．?dāng)IRF端口狀態(tài)變?yōu)閡p后，成員設(shè)備會將已知的拓?fù)湫畔⒅芷谛缘膹膗p狀態(tài)的IRF端口發(fā)送出去。成員設(shè)備收到鄰居的拓?fù)湫畔⒑螅瑫卤镜赜涗浀耐負(fù)湫畔?。?jīng)過一段時間的收集，所有設(shè)備上都會收集到完整的拓?fù)湫畔?，此時會進(jìn)入角色選舉階段。角色選舉會按照一定的選舉規(guī)則選舉出Master設(shè)備，其他設(shè)備則均為Slave[2]。

3路由器IRF方案部署

國內(nèi)的行業(yè)用戶普遍采用租用運(yùn)營商線路、自購網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來搭建行業(yè)廣域業(yè)務(wù)專網(wǎng)的模式。為了提高廣域網(wǎng)的性能、可靠性等方面指標(biāo)，逐漸采用雙機(jī)、雙鏈路組網(wǎng)模式，然而該模式在帶來較高性能、較高可靠性的同時，也帶來了一些管理和使用上的困擾。

面對這些問題，最好的解決辦法就是將同一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的兩臺設(shè)備虛擬化為一臺設(shè)備、雙鏈路虛擬化為一條鏈路，實現(xiàn)同一節(jié)點統(tǒng)一的控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面。路由器IRF方案很好的解決了雙機(jī)雙鏈路帶來的問題，其方便地實現(xiàn)了多臺設(shè)備的橫向虛擬化，能夠成倍簡化網(wǎng)絡(luò)管理、提高可靠性[3]。

為了盡量縮短因日常維護(hù)操作和突發(fā)的系統(tǒng)崩潰所導(dǎo)致的停機(jī)時間，以提高IRF系統(tǒng)可用性，IRF虛擬化堆疊技術(shù)采用了一系列的冗余備份技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性：

（1）高效的1：N冗余備份。（2）IRF端口的冗余備份。（3）上/下行鏈路的冗余備份。（4）協(xié)議的熱備份[4]。

4 IRF系統(tǒng)可靠性測試及驗證

測試環(huán)境包括IRF虛擬化堆疊系統(tǒng)進(jìn)行測試所需具備的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。硬件測試環(huán)境為某公司的某分布式路由器兩臺，每臺包括主控和接口板，構(gòu)成IRF虛擬化系統(tǒng)；輔測設(shè)備兩臺，作為輔助測試設(shè)備；測試儀器TestCenter，用于收發(fā)包及統(tǒng)計；PC一臺用于控制各設(shè)備和監(jiān)測顯示網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。軟件測試環(huán)境主要包括路由器運(yùn)行的操作系統(tǒng)，通用測試平臺軟件，Sprient軟件等，系統(tǒng)測試組網(wǎng)圖如圖1所示。

通過模擬實際組網(wǎng)中可能出現(xiàn)的故障，進(jìn)行IRF系統(tǒng)可靠性測試。

5 結(jié)語

本文介紹了IRF系統(tǒng)基本原理，比較了行業(yè)縱向網(wǎng)中常見的三級組網(wǎng)模型與IRF路由器方案部署的優(yōu)劣，最后通過模擬實際組網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)測試，驗證了IRF路由器方案的高可靠性。隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬化的深度發(fā)展，IRF路由器技術(shù)將會在實際應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張衛(wèi)東.新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)虛擬化的IRF技術(shù)研究[J].電腦知識與技術(shù)，2011（36）.

[2] 陳麗佳.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IRF虛擬化堆疊技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)[D].南京：南京郵電大學(xué)，2011.

[3] H3C.路由器IRF方案部署.http：//www.h3c.com.cn/About_H3C/Company_Publication/IP_Lh/2013/05/Home/Catalog/201311/804256_30008_0.htm.

[4] H3C.IRF2.0技術(shù)白皮書.H3C，2009.

收稿日期：2015-07-03

作者簡介：李長青（1988—），男，漢族，河南焦作人，研究生，就讀于蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，主要研究方向：通信工程。