网络核心层虚拟化技术的分析与应用毕业论文
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前言
如今我们已然生活在一个全方位由信息包裹的时代，所有企业都在顺应时代的潮流，加快信息化发展与管理，IT技术在企业的应用更是日新月异，不断向更加科学合理的方向发展，为企业管理与业务效率提供了极大的便利。
而虚拟化技术（Virtualization.）已成为当前企业IT技术的重点，使用虚拟化技术来改善IT架构，提高系统的效率是目前IT行业技术发展的方向。
对于基础网络来说，虚拟化技术体现在很多方面：在一套物理网络上采用VPN(Virtual Private Network)或VRF(Virtual Routing Forwarding)技术划分出多个相互隔离的逻辑网络，同样，在网络核心层，通过使用虚拟化技术，可以对多台设备进行逻辑化虚拟，达到多化一繁化简的新型网络结构。
本文旨在阐述当前企业网络核心层广泛应用的几种虚拟化技术，在为企业网络优化方面提出一些自己的想法。下面本文将以H3C公司所提出的IRF技术为例，详细表述该网络硬件虚拟化技术架构以及与思科公司VSS技术、锐捷公司VSU技术相比较之优缺点。
核心层虚拟化技术分析
我们传统的技术架构中通常使用MSTP+VRRP来提供冗余保护和提高数据转发性能，但是随着网络服务性能要求的提高，传统技术已经无法满足需求，而近年来，虚拟化技术的不断发展，使得网络核心层虚拟化技术的优势越发的凸显出来。
核心层虚拟化技术和传统技术相比具有如下优势：
速度更快。虚拟化技术的使用，可以让拓扑收敛速度达到毫秒级别。
可靠性更高。目前常见的虚拟化技术均提供了多种可以提高网络可靠性的技术，比如多设备冗余、协议热备份等。
高性能转发。使用虚拟化技术来优化网络架构时，其中的每一台设备都具有完整的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
转发能力，并且会组东选择最优路径。
稳定多样的检测机制。BFD、LACP等多种检测方式提供了更加稳定的系统，当虚拟化技术中的设备发生故障，这些检测机制就可以大大提高网络的稳定性，及时发现并解决问题。
提高带宽。虚拟化技术还可以达到提高带宽的作用，比如思科公司所提出的 VSS技术，VSS1440可以将虚拟逻辑设备的带宽从720提高到1.44Tbps。
方便管理。常见如IRF等虚拟化技术，可以登录任一设备管理全局。
虚拟化技术在网络核心层的应用可以给我们带来极大的便利，那么下文我们就以IRF技术为例，详细介绍虚拟化技术的特点和在网络核心层的应用，以及与思科公司VSS技术、锐捷公司VSU技术相比较之优缺点。
（一）IRF技术
1、概要
IRF（Intelligent Resilient Framework）技术，是H3C公司(杭州华三通信技术有限公司)专有的设备虚拟化技术，其核心思想是将实际物理设备虚拟化为逻辑设备供用户使用。IRF是一种通用的虚拟化技术，其实质是多个物理设备虚拟为一个逻辑设备使用，可以实现网络性能的提高，设备维护的简化，以及不间断的统一管理。目前此技术在H3C品牌多个系列的交换机设备中应用广泛，囊括了大多数高、中、低端设备。
2、技术架构
（1）基本概念
a.角色
一个IRF系统中的任一物理设备（目前通常为交换机）都称为“成员设备”。根据功能的不同，它们分为两种成员角色：
Master：即主设备，作为当前IRF的唯一激活主机。
Slave ：即从设备，以Master设备的备份设备形式存在。当Master故障时, 系统会自动从Slave中选举一个新的Master接替原Master工作。
注：Master和Slave皆由角色选举产生。同一IRF系统中同时只能存在一台设备角色为Master，其余成员设备的角色都是Slave。
b.IRF端口
一种专门用于建立IRF连接的逻辑接口，必须要和IRF物理端口绑定之后方可生效。
c.IRF物理端口
交换机上能够用于绑定为IRF逻辑接口，建立IRF的物理端口。根据设备型号的不同，IRF堆叠口、以太网口、光纤接口都可以作为IRF物理端口。我们知道，以太网接口和光纤接口在网络架构中通常负责向网络中其余设备发送业务报文，而当这些接口与IRF逻辑端口绑定之后就变成了IRF物理端口，该端口在接下来的工作过程中就用于IRF成员设备之间相互转发IRF相关协商报文，或者是某些需要跨IRF成员设备转发的业务报文等。
d.成员优先级
IRF系统中在确定成员角色的时候会根据许多属性来不比较，成员优先级（priority）就是其中之一。设备的优先级越高就越有可能被选举为Master。每个设备的优先级系统默认都是1。在组建IRF前，可以通过如下图所示的命令配置手工修改各个设备的成员优先级，已达到让某台设备当选为Master，例如：
e.成员编号
成员编号（Member ID）是IRF系统中各个成员设备的一个重要属性，是它们的身份象征，用来标识以及管理它们。比如一个三维格式命名的接口（GigabitEthernet2/0/1），在其加入IRF后，就变成了四维格式如GigabitEthernet1/2/0/1，其中第一位的1就表示这个设备在其所属的IRF中成员编号为1。成员编号在文件管理系统中也作为一个重要的信息，所以，在IRF中每个设备的成员编号必须不同。
当存在有不同设备相同编号的情况是，IRF是不能够成功建立的；一个想要加入当前IRF的设备与当前IRF已有的设备成员编号相同时，这个设备也是无法加入当前IRF的。所以与成员优先级不同的是，我们必须统一规划各个设备的成员编号，之后手工通过命令行一一进行配置，才能建立一个IRF系统，配置命令如下：
3、组建步骤
a.物理连接
一个IRF的形成，首先必须完成各个需要加入当前IRF的成员设备的IRF物理链路连接。根据所使用的设备确定用IRF专用接口、以太网接口或者光纤接口作为物理端口，配置命令如下：
不同连接介质有各自的特点：
IRF专用线：能够让成员设备之间的业务报文或者IRF协商报文等传输具有更高的性能和可靠性
以太网交叉线：可以最大化利用当前现有资源，节约成本。
光纤：多用于远距离的设备之间建立IRF时的连接。
将IRF-Rort1这个逻辑端口所绑定的物理接口链接到另一台设备的IRF-Port2逻辑端口所绑定的物理接口， IRF-Port2则只能链接到另一台设备的IRF-Port1。
注：不可相同IRF-Port相连，另外一个IRF-Port可绑定一个或多个物理接口。
b.拓扑结构
从上图1-1中我们可以看出，在建立IRF连接时，有链形、环形两种连接方式可以选择。链形连接多用于成员设备物理位置分散的网络环境中，其对设备物理位置要求低。而通常情况下建议使用环形拓扑来建立IRF连接，尽量避免链型拓扑，原因在于当前者出现链路故障时会形成后者，业务不会受到影响，而后者中某条链路发生故障就会引起IRF分裂。
前言
如今我们已然生活在一个全方位由信息包裹的时代，所有企业都在顺应时代的潮流，加快信息化发展与管理，IT技术在企业的应用更是日新月异，不断向更加科学合理的方向发展，为企业管理与业务效率提供了极大的便利。
而虚拟化技术（Virtualization.）已成为当前企业IT技术的重点，使用虚拟化技术来改善IT架构，提高系统的效率是目前IT行业技术发展的方向。
对于基础网络来说，虚拟化技术体现在很多方面：在一套物理网络上采用VPN(Virtual Private Network)或VRF(Virtual Routing Forwarding)技术划分出多个相互隔离的逻辑网络，同样，在网络核心层，通过使用虚拟化技术，可以对多台设备进行逻辑化虚拟，达到多化一繁化简的新型网络结构。
本文旨在阐述当前企业网络核心层广泛应用的几种虚拟化技术，在为企业网络优化方面提出一些自己的想法。下面本文将以H3C公司所提出的IRF技术为例，详细表述该网络硬件虚拟化技术架构以及与思科公司VSS技术、锐捷公司VSU技术相比较之优缺点。
核心层虚拟化技术分析
我们传统的技术架构中通常使用MSTP+VRRP来提供冗余保护和提高数据转发性能，但是随着网络服务性能要求的提高，传统技术已经无法满足需求，而近年来，虚拟化技术的不断发展，使得网络核心层虚拟化技术的优势越发的凸显出来。
核心层虚拟化技术和传统技术相比具有如下优势：
速度更快。虚拟化技术的使用，可以让拓扑收敛速度达到毫秒级别。
可靠性更高。目前常见的虚拟化技术均提供了多种可以提高网络可靠性的技术，比如多设备冗余、协议热备份等。
高性能转发。使用虚拟化技术来优化网络架构时，其中的每一台设备都具有完整的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
转发能力，并且会组东选择最优路径。
稳定多样的检测机制。BFD、LACP等多种检测方式提供了更加稳定的系统，当虚拟化技术中的设备发生故障，这些检测机制就可以大大提高网络的稳定性，及时发现并解决问题。
提高带宽。虚拟化技术还可以达到提高带宽的作用，比如思科公司所提出的 VSS技术，VSS1440可以将虚拟逻辑设备的带宽从720提高到1.44Tbps。
方便管理。常见如IRF等虚拟化技术，可以登录任一设备管理全局。
虚拟化技术在网络核心层的应用可以给我们带来极大的便利，那么下文我们就以IRF技术为例，详细介绍虚拟化技术的特点和在网络核心层的应用，以及与思科公司VSS技术、锐捷公司VSU技术相比较之优缺点。
（一）IRF技术
1、概要
IRF（Intelligent Resilient Framework）技术，是H3C公司(杭州华三通信技术有限公司)专有的设备虚拟化技术，其核心思想是将实际物理设备虚拟化为逻辑设备供用户使用。IRF是一种通用的虚拟化技术，其实质是多个物理设备虚拟为一个逻辑设备使用，可以实现网络性能的提高，设备维护的简化，以及不间断的统一管理。目前此技术在H3C品牌多个系列的交换机设备中应用广泛，囊括了大多数高、中、低端设备。
2、技术架构
（1）基本概念
a.角色
一个IRF系统中的任一物理设备（目前通常为交换机）都称为“成员设备”。根据功能的不同，它们分为两种成员角色：
Master：即主设备，作为当前IRF的唯一激活主机。
Slave ：即从设备，以Master设备的备份设备形式存在。当Master故障时, 系统会自动从Slave中选举一个新的Master接替原Master工作。
注：Master和Slave皆由角色选举产生。同一IRF系统中同时只能存在一台设备角色为Master，其余成员设备的角色都是Slave。
b.IRF端口
一种专门用于建立IRF连接的逻辑接口，必须要和IRF物理端口绑定之后方可生效。
c.IRF物理端口
交换机上能够用于绑定为IRF逻辑接口，建立IRF的物理端口。根据设备型号的不同，IRF堆叠口、以太网口、光纤接口都可以作为IRF物理端口。我们知道，以太网接口和光纤接口在网络架构中通常负责向网络中其余设备发送业务报文，而当这些接口与IRF逻辑端口绑定之后就变成了IRF物理端口，该端口在接下来的工作过程中就用于IRF成员设备之间相互转发IRF相关协商报文，或者是某些需要跨IRF成员设备转发的业务报文等。
d.成员优先级
IRF系统中在确定成员角色的时候会根据许多属性来不比较，成员优先级（priority）就是其中之一。设备的优先级越高就越有可能被选举为Master。每个设备的优先级系统默认都是1。在组建IRF前，可以通过如下图所示的命令配置手工修改各个设备的成员优先级，已达到让某台设备当选为Master，例如：
e.成员编号
成员编号（Member ID）是IRF系统中各个成员设备的一个重要属性，是它们的身份象征，用来标识以及管理它们。比如一个三维格式命名的接口（GigabitEthernet2/0/1），在其加入IRF后，就变成了四维格式如GigabitEthernet1/2/0/1，其中第一位的1就表示这个设备在其所属的IRF中成员编号为1。成员编号在文件管理系统中也作为一个重要的信息，所以，在IRF中每个设备的成员编号必须不同。
当存在有不同设备相同编号的情况是，IRF是不能够成功建立的；一个想要加入当前IRF的设备与当前IRF已有的设备成员编号相同时，这个设备也是无法加入当前IRF的。所以与成员优先级不同的是，我们必须统一规划各个设备的成员编号，之后手工通过命令行一一进行配置，才能建立一个IRF系统，配置命令如下：
3、组建步骤
a.物理连接
一个IRF的形成，首先必须完成各个需要加入当前IRF的成员设备的IRF物理链路连接。根据所使用的设备确定用IRF专用接口、以太网接口或者光纤接口作为物理端口，配置命令如下：
不同连接介质有各自的特点：
IRF专用线：能够让成员设备之间的业务报文或者IRF协商报文等传输具有更高的性能和可靠性
以太网交叉线：可以最大化利用当前现有资源，节约成本。
光纤：多用于远距离的设备之间建立IRF时的连接。
将IRF-Rort1这个逻辑端口所绑定的物理接口链接到另一台设备的IRF-Port2逻辑端口所绑定的物理接口， IRF-Port2则只能链接到另一台设备的IRF-Port1。
注：不可相同IRF-Port相连，另外一个IRF-Port可绑定一个或多个物理接口。
b.拓扑结构
从上图1-1中我们可以看出，在建立IRF连接时，有链形、环形两种连接方式可以选择。链形连接多用于成员设备物理位置分散的网络环境中，其对设备物理位置要求低。而通常情况下建议使用环形拓扑来建立IRF连接，尽量避免链型拓扑，原因在于当前者出现链路故障时会形成后者，业务不会受到影响，而后者中某条链路发生故障就会引起IRF分裂。
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