H3c网络虚拟化原理与配置

Posted 2020-11-21

1. IRF的工作原理与冲突检测机制
   
   IRF(智能弹性架构):  H3C硬件虚拟化技术。
   
   定义:
        将多台设备通过IRF物理端口连接在一起，进行必要配置后，虚拟化成一   台”分布式设备”.
        
   优点:
         集合多台设备的硬件资源和软件处理能力，实现多台设备的协同工作，统一管理和不间断维护。
         IRF2.0是一种将多台设备虚拟为单一设备使用的通用虚拟化技术。
      主要有以下几点:
         * 简化管理, 对IRF内所有成员设备进行统一管理。
         * 高可靠性:
                 master设备负责IRF的运行，管理和维护。
                 Slave设备在作为备份的同时可处理业务。
                 成员设备之间的IRF链路支持聚合功能。
                 IRF之间的物理链路也支持聚合功能,多条链路之间可以互为备份和负载分担。
         * 强大的网络扩展能力:   
                 增加成员设备，可扩展IRF的端口数和带宽。各成员设备可独立处理协议报文及进行报文转发。 
                    
    
    IRF基本概念:
         * 角色 : IRF中每台设备称为成员设备。
           分为两种角色:
                 Master: 负责管理整个IRF.
                 Slave: master的备份设备。

            注意：Master和slave由角色选举产生，一个IRF中同时只能存在一台master。
          
         * IRF端口:
              专用于IRF的逻辑接口，分为：IRF-Port1和IRF-Port2，需要和IRF物理端口绑定后才生效。
         
         * IRF物理端口(IRF专用接口):
              以太网接口和光口负责向网络中转发业务报文。
              以太网接口和光口与IRF端口绑定后就作为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。
              
         * IRF合并:
              两个IRF各自稳定运行，通过物理连接和必要配置，形成一个IRF的这个过程。  
         * IRF分裂:
              一个IRF形成后，由于IRF链路故障，导致IRF中两相邻成员设备物理上不连通，一个IRF变成两个IRF的过程。  
         * 成员优先级，成员优先级是成员设备的一个属性，用于角色选举过程中确定成员设备的角色，设备的默认优先级均为1，
              如果想让某台设备当选

   IRF运行模式:
         * IRF模式  
         * 独立运行模式,设备出厂时处于独立运行模式。
         注意: 设备运行过程中,修改运行模式后,会自动重启,并切换到新的运行模式。
               请根据组网需要来配置设备的运行模式。
               如果当前组网中设备不需要和别的设备组成IRF时，建议将运行模式配置为独立运行模式。
               使用Chassis  convert  mode  irf 命令: 将设备的运行模式切换到IRF模式。
    
   IRF配置方式:
         * 预配置方式:
              在独立运行模式的设备上进行IRF2相关配置的。组成IRF只需要重启一次。
         * 非预配置方式:
              先在独立运行模式的设备上配置成员编号，然后切换到IRF模式，再配置IRF端口，成员优先级等相关参数。
              Slave设备需要重启两次才能组成IRF。

   IRF工作原理:
   
         * 物理连接:
              要形成一个IRF，需要先连接成员设备的IRF物理端口。
         * 拓扑收集:
              成员设备和邻居成员设备通过交互IRF Hello报文来收集整个IRF的拓扑。
              IRF Hello报文会携带拓扑信息，具体包括IRF端口连接关系，成员设备优先级，成员设备的桥MAC等。 
              每个成员设备在本地记录自己已知的拓扑信息.
         * 拓扑收敛:
              路由器启动时只有自己的拓扑信息，当IRF端口状态变为up后，
              设备会将已知的拓扑信息周期性地从up状态的IRF端口发送出去，
              直接邻居收到该信息后，会更新本地记录的拓扑信息。  
         * 角色选举:
              确定成员设备角色为master或slave的过程。角色选举会在拓扑变更的情况下产生。
         
         * 角色选举规则:
              当前master优先，(没有master设备，就会跳转到第二条规则继续比较).
              成员优先级大的优先。
              系统运行时间长的优先。
              桥MAC地址小的优先。
          
              判断结果是多个最优，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。
               此最优成员设备是master,其他成员设备是slave.

   IRF的管理与维护:
          角色选举完成后，IRF形成，所有成员设备组成一台虚拟设备存在于网络中，
             所有成员设备上的资源归该虚拟设备拥有并由Master统一管理。
          
         * 成员编号:
              IRF系统使用成员编号(member ID)来标志和管理成员设备。
              需要用户在设备加入IRF前统一规划、配置设备的成员编号，以保证IRF中成员编号的唯一性。
              
         * 接口命名规则:
              单独运行的设备，接口编号采用设备编号/子槽位编号/接口序号的格式。
              默认情况下，设备编号为1，若设备加入过IRF，在退出IRF后，会使用在IRF中时的成员编号作为自身的设备编号。
              子槽位编号: 接口所在子槽位的编号。
              接口序号与各型号交换机支持的接口数量相关，请查看设备接口板上的丝印。
              成员设备编号用来标志不同成员设备上的接口.
              
          
         * 文件系统命名规则: 对于IRF中的成员设备
             使用  slotMember-ID# 存储介质名称”才可以访问slave设备的文件系统。
             配置文件同步，IRF技术使用了配置文件同步机制，
             来保证IRF中的多台设备能够像一台设备一样在网络中工作。
             
         
        注意:
             在IRF正常工作后，用户所进行的任何配置，都会记录到master设备的当前配置文件中，
             并同步到IRF中的各个设备执行；用户在执行save命令时，
             如果开启了配置文件同步保存功能(默认开启)，
             master设备的当前配置文件将被同步保存到IRF的所有成员设备上，作为起始配置文件，
             以使IRF中所有设备的起始配置文件保持统一，如果未开启配置文件同步保存功能，
             当前配置文件将仅在master设备上进行保存。
             
             
       IRF拓扑维护:
             如果某成员设备down,其邻居设备会立即将down的这台设备的信息广播通知给IRF中的其他设备，
             获取到离开消息的成员设备会根据本地维护的IRF拓扑信息来判断离开的是master或slave,  
             如果down的设备是master,则触发新的角色选举,再更新本地的IRF拓扑.
             如果down的设备是slave, 则直接更新本地的IRF拓扑，以保证IRF拓扑能迅速收敛。

   IRF典型应用配置:
       * MAD: IRF分裂时需要MAD（Multi-Active Detection，多Active检测）机制。
       * MAD的作用：
            MAD能够检测出网络中同时存在多个IRF，并进行相应的处理，尽量降低IRF分裂对业务的影响.
            
       * IRF支持的MAD检测方式:
         1）LACP MAD检测
         2）BFD MAD检测
         3）ARP MAD检测。
         
     第一步:  配置IRF成员编号
            两个交换机分别改名为：swA和swB，并配置IRF成员编号， 如图:

                       

        swA的配置：
            <H3C>system-view
            [H3C]sysname swA
            [swA]irf member 1 renumber 1
            [swA]save
 
        swB的配置：
            <H3C>system-view
            [H3C]sysname swB
            [swB]irf  member  1  renumber 2
            [swB]save
     
     第二步: IRF端口并激活:
            将两台交换机断电，按照下图连接IRF链路。然后再启动，修改交换机swA的IRF优先级5。
            目的是为让交换机swA在竞选时获胜。

                      

           注意：
              * 连接IRF链路时，要选择万兆以太网端口（TG）
              * 与物理端口绑定时，可能要求输入两次。
        
        swA的配置：
            <swA>system-view
            [swA]undo  info-center  enable
            [swA]irf  member  1  priority  5         #设置优先级为5.
            [swA]interface   Ten-GigabitEthernet  1/0/49
            [swA-Ten-GigabitEthernet1/0/49]shutdown
            [swA-Ten-GigabitEthernet1/0/49]quit
            [swA]irf-port 1/2        #创建 IRF端口为1/2
            [swA-irf-port1/2]port  group interface  Ten-GigabitEthernet 1/0/49
            #与Ten-GigabitEthernet 1/0/49绑定。
            [swA-irf-port1/2]quit
            [swA]interface Ten-GigabitEthernet 1/0/49
            [swA-Ten-GigabitEthernet1/0/49]undo shutdown
            [swA-Ten-GigabitEthernet1/0/49]save
            [swA-Ten-GigabitEthernet1/0/49]quit
            [swA]irf-port-configuration  active      # 激活IRF端口。       
            
            
        swB的配置：
            <swB>system-view
            [swB]undo  info-center  enable
            [swB]interface  Ten-GigabitEthernet  2/0/49
            [swB-Ten-GigabitEthernet2/0/49]shutdown
            [swB-Ten-GigabitEthernet2/0/49]quit
            [swB]irf-port 2/1
            [swB-irf-port2/1]port  group  interface  Ten-GigabitEthernet  2/0/49
            [swB-irf-port2/1]quit
            [swB]interface   Ten-GigabitEthernet 2/0/49
            [swB-Ten-GigabitEthernet2/0/49]undo  shutdown
            [swB-Ten-GigabitEthernet2/0/49]save
            [swB-Ten-GigabitEthernet2/0/49]quit
            [swB]irf-port-configuration  active
            
         验证:
            两台交换机会进行Master竞选。竞选失败的一方将自动重启。重启完成后，IRF形成，系统名称统一为swA。
         
     第三步: 配置LACP MAD检测 
             为了防止万一IRF链路故障导致IRF分裂，网络中存在两个冲突的IRF。需要启用LACP MAD检测功能。
      
        swA的配置：
            [swA]interface Bridge-Aggregation 2                     #创建链路聚合端口。
            [swA-Bridge-Aggregation2]link-aggregation mode dynamic  #将链路聚合端口设置为动态。 
            [swA-Bridge-Aggregation2]mad   enable
               You need to assign a domain ID (range: 0-4294967295)
            [Current domain is: 0]:
            The assigned domain ID is: 0                             #设置IRF域ID，默认为0.
            MAD LACP only enable on dynamic aggregation interface.
            [swA-Bridge-Aggregation2]quit
            [swA]interface  GigabitEthernet 1/0/1
            [swA-GigabitEthernet1/0/1]port  link-aggregation  group  2    #将成员端口g1/0/1加入聚合端口2中。
            [swA-GigabitEthernet1/0/1]quit
            [swA]interface  GigabitEthernet 2/0/1
            [swA-GigabitEthernet2/0/1]port  link-aggregation  group  2 
           
            
            
        swC的配置:
            中间设备swC也要配置LACP功能，用来转发、处理LACP报文，协助swA和swB进行多Active检测。
            [H3C]sysname swC
            [swC]undo  info-center  enable
            [swC]interface  Bridge-Aggregation  2
            [swC-Bridge-Aggregation2]link-aggregation mode dynamic   #将链路聚合端口设置为动态。
            [swC-Bridge-Aggregation2]quit
            [swC]interface  GigabitEthernet  1/0/1
            [swC-GigabitEthernet1/0/1]port  link-aggregation  group  2     #将成员端口G1/0/1加入到聚合端口2中。
            [swC-GigabitEthernet1/0/1]quit
            [swC]interface  GigabitEthernet 1/0/2
            [swC-GigabitEthernet1/0/2]port  link-aggregation  group  2
            [swC-GigabitEthernet1/0/2]quit

     第四步：查看和维护IRF
[swA]display irf                 # 显示IRF中所有成员设备的相关信息。
[swA]display irf topology        # 查看IRF的拓扑信息。
[swA]display irf configuration   #  显示IRF中所有设备的配置信息。
[swA]display mad                 # 显示MAP配置信息
[swA]display mad verbose         # 显示MAP配置信息详细信息
[swA]display link-aggregation verbose    # 聚合链路的信息。

基于openstack二次开发的华三云平台.

   网络方面,堆叠交换机就是采用的此种用法,来实现的网络层面的高可用和双机热备。

   包括存储和业务交换机,都是采用的此种方法来实现的。