• 当前位置:首页>>交换机教程>>交换机教程>>华为IRF技术白皮书 -IRF之组播应用
  • 华为IRF技术白皮书 -IRF之组播应用
  • 系统概述

    IRF概述

    IRF的含义就是智能弹性架构(Intelligent Resilient Framework)。

    支持IRF的多台设备可以互相连接起来形成一个“联合设备”,这台“联合设备”称为一个fabric,而将组成fabric的每个设备称为一个unit(如图1所示)。多个unit组成fabric后,无论在管理还是在使用上,就成为了一个整体。它既可以随时通过增加unit来扩展设备的端口数量和交换能力,大大提高了设备的可扩展性;同时也可以通过多台unit之间的互相备份增强设备的可靠性;并且整个fabric作为一台设备进行管理,用户管理起来也非常方便。

    简单来说,就是IRF设备通过多个unit的堆叠形成了用户迫切需要的易管理、易扩展以及高可靠的产品特点。是一种不同于业界现有所有设备的全新理念的网络设备。

    图1  IRF交换机

    IRF技术的三大组成部分

    DDM(分布式设备管理):外界可以将整个fabric看成一台整体设备进行管理,用户可以通过CONSOLE、SNMP、TELNET、WEB等多种方式来管理整个fabric。

    DRR(分布式弹性路由):fabric的多个设备在外界看来是一台单独的三层交换机。整个fabric将作为一台设备进行路由功能和转发功能。在某一个设备发生故障时,路由协议和数据转发可以不中断。

    DLA(分布式链路聚合):支持跨设备的链路聚合,可以在设备之间进行链路的负载分担和互为备份。 

    分布式弹性组播路由概述

    分布式弹性组播路由作为分布弹性路由的一部分,完全具备了分布式弹性路由的特点,fabric系统内的多台设备对外界看来是一台单独的三层交换机,而且fabric内部的每个unit可以互相备份,实现了1:N的备份功能。当某一台设备发生故障时,路由协议无缝切换,数据转发不中断。分布式弹性组播路由除了以上单播路由协议的优点外,还从协议本身出发,从根本上解决了组播数据占用fabric内部带宽的问题。成功开发的分布式IGMP-snooping协议和高效的组播转发表保证了每台设备间只有一份组播数据报文传送,大大节约了设备间的带宽,提高了设备转发性能。

    把多个unit堆叠起来组成一个fabric在网络中运行时,将不可避免的遇到一个冲突问题:即所有的unit都会发送路由协议报文,都会分别和外界设备进行路由信息交互,因此外界设备看到的将是多个设备,而不是fabric本身一个设备,而同时由于各个unit上的三层接口以及IP地址是完全一致的,外界设备就会收到来自同一个接口同一个IP地址的多个路由协议报文(分别由各个unit发出),从而不可避免的造成冲突问题。

    要解决这个冲突问题,就必须让fabric只发出一份路由协议报文,即让整个fabric作为一台设备运行,采取的办法是从所有unit中选出一个unit来发送路由协议报文,其它unit发送的路由协议报文都将被抑止,因此从外界看来,整个fabric只发出一份路由协议报文来,就像只有一台设备在跑路由协议一样。

    下文图2中以PIM协议为例对fabric系统作为一台设备跟外界交互的方案进行了简要说明,图2中Unit1和Unit2组成了一个fabric,这个fabric从Unit1和Unit2分别收到了来自Route1、Route2和Route3的PIM协议报文,并且Unit1和Unit2都向外界发送了PIM协议报文,但是只有Unit1的报文被成功发送出去,而Unit2的PIM协议报文被抑制在fabric设备内部,从而对于外界设备来说,整个fabric只发出一份路由协议报文来。

    图2  IRF系统收发组播路由协议报文示意图

    分布式弹性组播路由的支撑技术

    IRF的分布式弹性组播路由是基于分布式设备管理(DDM)技术上实现的。下面具体介绍分布式弹性组播路由需要的几个技术点:

    统一的路由协议配置信息:

    要使一个fabric中各个unit上的路由协议各种信息保持一致,一个基本前提就是每个unit关于路由协议的配置是完全一致的。这里的完全一致不仅仅是指配置的命令完全一致,而且包括配置的时间和时序都完全一致,即用户必须同时在fabric中的所有unit上配置完全一致的命令。很显然这个需求靠用户手工在所有unit上分别配置命令是无法实现的,因此IRF设备必须实现把整个fabric作为一台设备进行路由协议各种配置的功能。

    这里所说的把整个fabric作为一台设备进行路由协议各种配置的功能是指用户可以借助任何手段(包括CONSOLE、SNMP、TELNET、WEB等多种方式),也可以在fabric中的任意一个unit上,进行路由协议的相关配置,只要fabric中的任意一个unit收到用户配置,就会马上同步给其余所有unit同时执行,从而实现每个unit关于路由协议的配置完全一致的需求。

    统一的三层接口信息:

    设备上存在UP的三层接口是运行路由协议的基础,也是网络设备能够进行报文三层转发的前提条件。要使一个fabric中各个unit上的路由协议各种信息保持一致,最基本的前提就是每个unit的三层接口必须保持完全一致。在IRF技术体系里,fabric上的三层接口是一个全局的概念,它不属于某一个unit,而是属于整个fabric,一个fabric作为一台设备管理本fabric上所有三层接口,每一个三层接口在fabric是具有唯一性的,对于fabric中任意一个unit来说,它看到的都是由fabric统一维护的全局的三层接口,因此每一个unit看到的结果都是一样的。这也就保证了fabric中每个unit的三层接口必须保持完全一致的要求。

    PIM-DM支持IRF特性

    PIM-DM组播路由协议是一种密集模式组播路由协议,它周期性的扩散组播数据并周期性的收敛来维护组播分发树。PIM-DM没有复杂的协议状态机,只是根据PIM协议报文来维护组播分发树,因此只要让fabric中的每一台unit处理的PIM协议报文完全一致就可以保证每一台unit上生成的PIM-DM状态信息完全一致。

    要实现这个功能,就必须要保证fabric中的每一台unit在相同的时间,以相同的时序收到完全相同的协议报文,并且处理该协议报文的所有前提条件(例如接口状态等)都是完全一致的。采取的办法是在所有unit各种协议状态完全一致的情况下,任意一个unit收到外界传来的PIM协议报文就同步给其它所有unit,让fabric中的所有unit上同时能处理到同样的PIM协议报文,从而保证每个unit生成PIM-DM协议状态的一致性。

    PIM-SM支持IRF特性

    PIM-SM组播路由协议是一种稀疏模式组播路由协议,该协议把组播信息拉入网络中的接收站点。如果没有接收者,组播数据不会在网络中扩散,只有最优组播分发树上的路由器才会接收组播。它用显示加入机制来维护共享树和最短路径树。PIM-SM没有复杂的协议状态机,只是根据PIM协议报文来维护组播分发树,因此只要让fabric中的每一台unit处理的PIM协议报文完全一致就可以保证每一台unit上生成的PIM-SM状态信息完全一致。

    要实现这个功能,就必须要保证fabric中的每一台unit在相同的时间,以相同的时序收到完全相同的协议报文,并且处理该协议报文的所有前提条件(例如接口状态等)都是完全一致的。采取的办法是在所有unit各种协议状态完全一致的情况下,任

  • 上一篇:LAN多层交换技术及其应用发展
    下一篇:华为IRF技术白皮书-IRF之分布式设备管理