在硬件结构上,不同的功能由物理上相互独立的单元来分别完成,如:不同的接口板可提供不同类型的接口,实现不同的业务等。软件方面,同样采用模块化的设计思想,不同的模块实现不同的功能,可降低软件的复杂程度,有利于软件功能升级等。同时,功能模块化也有利于设备的维护和升级工作。
2) 控制平面和业务处理平面完全分离
核心交换机有两个核心的处理平面,即控制平面和业务处理平面。 控制平面主要由主控板、接口板上的控制单元构成,完成协议处理、路由表维护、数据配臵和设备管理等控制功能。
业务处理平面主要由接口板上的高速业务处理单元(ASIC芯片)和集成在交换网板板上的交换网构成,具备业务处理、报文交换和报文转发等功能。
控制通道:接口板、网板通过高速差分线Serdes分别连到主备控制板上的管理模块。实现双主控1+1、多交换网N+1或N+M的热备份,提高系统的可靠性。
业务通道:交换网芯片内臵于交换网板,接口板通过高速差分线Serdes分别连到交换网板上的交换网。
控制平面和业务处理平面相互独立,互不影响,如下图所示。
风扇框电源模块主控板主控板接口板接口板……接口板网板(交换网)…网板(交换网)控制平面:业务平面:业务平面(预留):
3) 多级分布式CLOS、大缓存的交换结构
核心交换机采用当前业界最先进的交换机交换结构,即多级CLOS、分布式大缓存的交换结构:独特领先的基于Credit分配和Pull方式的分布式业务调度,Pull方式天然支持Ingress方向的分布式缓存,有效共享和利用分布在各线卡上的缓存,相对于传统的Push方式,Pull方式具有无阻塞、控制精确等优点,该调度机制结合大量队列使得系统在QoS上有质的飞跃。
通过交换网完成接口板之间无阻塞的报文交换,提供Tb级的交换容量,采用VOQ技术防止头阻塞,不会出现系统资源争用的情况,真正实现无阻塞交换。
多级交换架构之一的CLOS交换架构如下图所示:
5.3 智能弹性架构技术IRF2
本次项目所使用核心交换机、汇聚交换机、接入交换机均支持IRF2虚拟化技术,可满足后续网络发展扩容需求。2台核心交换机本次配臵部署IRF2虚拟化技术,实现将2台物理设备虚拟化为1台逻辑设备。
IRF是Intelligent Resilient Framework的简称,即智能弹性架构,是H3C公司专有的设备虚拟化技术,将实际物理设备虚拟化为逻辑设备供用户使用。目前的IRF2.0是一种将多个设备虚拟为单一设备使用的通用虚拟化技术,此技术已经应用于高、中、低端多个系列的交换机设备,通过IRF2.0技术形成的虚拟设备具有更高的扩展性、可靠性及性能。
IRF的技术优势
简化管理
IRF形成之后,用户通过任意成员设备的任意端口均可以登录IRF系统,对IRF内所有成员设备进行统一管理。而不用物理连接到每台成员设备上分别对它们进行配臵和管理。用户对IRF系统作为一个整体的虚拟设备进行管理,因此需要管理的设备数目减少了,网络的规划过程、组建过程、维护过程都将大大的简化,可以有效的节省管理成本。
简化网络运行,提高运营效率
IRF形成的虚拟设备中运行的各种控制协议也是作为单一设备统一运行的,例如路由协议会作为单一设备统一计算。另外作为单一设备运行后,原来组网中需要通过设备间协议交互完成的功能,将不再需要,例如常见使用MSTP、VRRP等协议来支持链路冗余、网关备份,使用IRF后接入设备直接连接到单一的虚拟设备,不再需要使用MSTP、VRRP协议。总之,IRF技术省去了设备间大量协议报文的交互,简化了网络运行,缩短了网络动荡时的收敛时间。
低成本
IRF技术是将一些较低端的设备虚拟成为一个相对高端的设备使用,从而具有高端设备的端口密度和带宽,以及低端设备的成本。比直接使用高端设备具有
成本优势。
强大的扩展能力,保护用户投资
随着网络和计算机的日益应用广泛,大部分企业、学校、团体、社区使用网络规模都不是一成不变的,网络规模会随着组织规模的不断增长而增长。在最初规划网络的时候,一般都将会预留一定的容量以便于扩充和升级。但是如果预留的容量太大,对于初期紧张的资金将是一种浪费;预留的容量太小,将来升级时不免会捉襟见肘。这一直是困扰网络规划者的一个难题。
有了IRF,网络的扩容和升级将变得简单和快捷。通过增加成员设备,可以轻松自如的扩展IRF系统的端口数、带宽和处理能力。用户在网络建设初期可以只购买当前需要的网络设备,不需要为将来的网络需求预先买单。当用户进行网络升级时,不需要替换掉原有设备,只需要增加新成员设备既可。用户的投资可以得到最大限度的保护。
高可靠性
IRF的高可靠性体现在多个方面,例如:成员设备之间IRF物理端口支持聚合功能,IRF系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能,这样通过多链路备份提高了IRF系统的可靠性;IRF系统由多台成员设备组成,采用1:N备份,一台Master设备负责IRF系统的运行、管理和维护,多台Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务,一旦Master设备故障,系统会迅速自动选举新的Master,转发流量和大部分业务都不会出现中断。由于Slave设备并不是专门的备份设备,也同时处理业务,因此用户没有为备份而专门花费资金。
在将框式分布式设备进行虚拟化时,IRF中同时保留框式设备内部的1:1备份,与IRF设备间的1:N备份这两种冗余功能,使得单个主控板异常时,此框式设备由于存在另外的主控板,所有板、卡均可以继续正常工作,进一步提高了系统可用性。
高性能
由于IRF设备是由多个支持IRF特性的单机设备虚拟而成的,IRF设备的交换容量和端口数量就是IRF内部所有单机设备交换容量和端口数量的总和。因此,