IRF(Intelligent Resilient Framework，智能彈性架構)是H3C自主研發的交換機虛擬化技術。它的核心思想是將多臺物理設備虛擬化成一臺“虛擬設備”，實現N：1的橫向虛擬化整合。使用這種虛擬化技術可以實現多臺設備的協同工作、統一管理和不間斷維護。

為了便于描述，這個“虛擬設備”也稱為IRF。所以，本文中的IRF有兩層意思，一個是指IRF技術，一個是指IRF設備。

IRF的優點：

˙ 簡化管理。IRF形成之后，用戶通過任意成員設備的任意端口均可以登錄IRF系統，對IRF內所有成員設備進行統一管理。而不用物理連接到每臺成員設備上分別對它們進行配置和管理。

˙ 簡化網絡運行。IRF形成的虛擬設備中運行的各種控制協議也是作為單一設備統一運行的，例如路由協議會作為單一設備統一計算。這樣省去了設備間大量協議報文的交互，簡化了網絡運行，縮短了網絡動蕩時的收斂時間。IRF技術的這一特性是常見的集群技術所不具備的，后者僅僅能完成設備管理上的統一，而集群中的設備在網絡中仍然分別作為獨立節點運行。

˙ 強大的網絡擴展能力。通過增加成員設備，可以輕松自如的擴展IRF系統的端口數、帶寬和處理能力。

˙ 保護用戶投資。由于具有強大的擴展能力，當用戶進行網絡升級時，不需要替換掉原有設備，只需要增加新設備既可。很好的保護了用戶投資。

˙ 高可靠性。IRF的高可靠性體現在多個方面，例如：成員設備之間IRF物理端口支持聚合功能，IRF系統和上、下層設備之間的物理連接也支持聚合功能，這樣通過多鏈路備份提高了IRF系統的可靠性;IRF系統由多臺成員設備組成，Master設備負責IRF系統的運行、管理和維護，Slave設備在作為備份的同時也可以處理業務，一旦Master設備故障，系統會迅速自動選舉新的Master，以保證通過IRF系統的業務不中斷，從而實現了設備的1:N備份。IRF是網絡可靠性保障的最優解決方案。

˙ 高性能。由于IRF系統是由多個支持IRF特性的單機設備虛擬化而成的，IRF系統的交換容量和端口數量就是IRF內部所有單機設備交換容量和端口數量的總和。因此，IRF技術能夠通過多個單機設備的虛擬化，輕易的將設備的核心交換能力、用戶端口的密度擴大數倍，從而大幅度提高了設備的性能。

IRF組網應用：

˙ 使用IRF擴展端口數量。使用IRF擴展端口數量如圖所示。當接入的用戶數增加到原交換機端口密度不能滿足接入需求時，可以通過在原有的IRF系統中增加新的交換機而得到滿足。

圖 使用IRF擴展端口組網圖

˙ 使用IRF擴展系統處理能力。使用IRF擴展系統處理能力如圖所示。當中心的交換機轉發能力不能滿足需求時，可以增加新交換機與原交換機組成IRF系統來實現。若一臺交換機轉發能力為64M PPS，則通過增加一臺交換機進行擴展后，整個IRF設備的轉發能力為128M PPS。需要強調的是，是整個IRF設備的轉發能力整體提高，而不是單個交換機的轉發能力提高。

圖 使用IRF擴展系統處理能力組網圖

˙ 使用IRF擴展帶寬。使用IRF擴展帶寬如圖所示，當邊緣交換機上行帶寬增加時，可以增加新交換機與原交換機組成IRF系統來實現。將成員設備的多條物理鏈路配置成一個聚合組，可以增加到中心交換機的帶寬。而對中心交換機的而言，邊緣交換機的數量并沒有變化，物理上的兩臺交換機看起來就是一臺交換機，原有交換機會將當前的配置批量備份到新加入的交換機。因此，這種變化對網絡規劃和配置影響很小。

 

圖 使用IRF擴展帶寬組網圖

˙ 使用IRF簡化組網。使用IRF簡化組網如圖所示，使用IRF后，匯聚層的多個設備成為了一個單一的邏輯設備，接入設備直接連接到虛擬設備。這個簡化后的組網不再需要使用MSTP、VRRP協議，簡化了網絡配置。同時依靠跨設備的鏈路聚合，在成員出現故障時不再依賴MSTP、VRRP等協議的收斂，提高了可靠性  

圖 使用IRF簡化組網

l 國家電網數據中心使用IRF虛擬化技術情況綜述

隨著國家電網SG186信息化水平的深入,國家電網已經基本形成總部、網省分部一體化信息平臺、兩級數據中心、三級應用的IT基礎架構，同時在北京、上海、西安三地統籌規劃建設了面向全公司所有業務領域的一級容災中心，目前已經實現數據級向應用級的跨越，并進一步計劃到十二五末實現集中式數據中心。H3C作為國家電網公司首選信息化合作伙伴，提供的數據及容災中心解決方案廣泛應用于總部及十幾個網省，其中虛擬化技術是客戶認可的關鍵因素。

1、為什么要使用IRF?

1)性能翻番

數據中心核心設備和匯聚設備都是負載分擔的方式---兩臺設備當兩臺用;

接入到匯聚以及匯聚到核心的雙鏈路上行都是負載分擔方式---兩條鏈路當兩條用。

所有虛擬化后的設備及鏈路均參與流量轉發;服務器可以雙網卡同時連接至交換機。

2)網絡更可靠

數據中心運行著國家電網公司生產、營銷與管理等諸多關鍵業務，業務的連續正常運轉已經成為國家電網公司企業正常運營的關鍵，數據中心采用IRF虛擬化技術后實現故障從秒級到毫秒級的切換時間，業務不中斷。

3)網絡更簡單

之前的數據中心廣泛采用傳統的STP技術，存在設備鏈路利用率低下、意外環路導致廣播風暴、VLAN規劃復雜、設備管理及運維困難等問題，而使用IRF2后，二層不需要生成樹;三層不需要VRRP;多臺設備只需管理一臺，配置一次，讓網絡更簡單。

2、主要應用示例：

1)國家電網某生產數據中心：

在國家電網某生產數據中心內網使用的匯聚交換機分別為兩臺S7506E，兩塊四端口萬兆板卡各提供一個端口形成IRF堆疊。

其中：

˙ 直屬單位內網集中部署服務器區采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區域匯聚交換機;

˙ 直屬單位內網集中部署三級系統服務器區采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區域匯聚交換機;

˙ 總部內網服務器區采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區域匯聚交換機;

˙ 總部內網三級系統服務器區采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區域匯聚交換機;

˙ 直屬單位及網省托管服務器區采用兩臺H3C S7506E交換機配置IRF堆疊作為區域匯聚交換機。

2)國家電網某數據容災中心：

國家電網某數據容災中心承擔著多個分部和區域省份的關鍵業務系統數據災備及應用級接管的重要責任，全部采用H3C數據中心整體解決方案，容災中心在核心層、匯聚層、接入層分別應用了IRF2技術。

其中，

˙ 核心層采用兩臺H3C S12508交換機配置IRF堆疊作為核心交換機;

˙ 監控一體化區、帶內管理區、公共應用區、網省區、帶外管理區、用戶接入區、驗證區、公共存儲區的匯聚層分別采用兩臺H3C交換機(分別為S58、S75E、S95E )配置IRF堆疊作為匯聚交換機;

˙ 帶內管理區、公共應用區、網省區的接入層分別采用兩臺H3C S58交換機配置IRF堆疊作為接入交換機，其中，網省區接入為4臺S5832F配置4臺IRF堆疊。

隨著虛擬化技術的逐漸普及，虛擬化技術在數據中心的應用不僅僅局限于服務器虛擬化和存儲虛擬化了，用戶對于網絡資源化的需求也在不斷增長，通過網絡設備N:1虛擬化完成資源池的初步構建，未來再通過網絡設備1:N虛擬化完成網絡資源的再分配，配合網絡路徑虛擬化技術，完成端到端的網絡虛擬化部署。

H3C網絡虛擬化技術在國家電網公司數據中心領域的廣泛應用，不僅確保了關鍵業務的穩定運行，提高設備整體利用率，也為運維帶來極大的便利，降低了總體擁有成本。同時也為國家電網硬件資源池關鍵技術研究與應用提供了寶貴的知識儲備及工程經驗。