“智能弹性”为网络“瘦身”

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第二代智能弹性架构技术不仅可以让网络变得简单，而且还扩展了智能弹性技术在整网的应用范围。
　　
　　基于以太网技术的产品和应用，在逐渐地丰富和完善。但是，无论以太网技术的发展，还是以太网产品的更新换代，归根到底都是源于用户对于网络应用的需求。那么，用户对网络应用的需求到底是什么呢?若用简单、朴实的话来说，就是“更简单地使用更好的网络”。
　　
　　更好更简单的网络
　　
　　对于“更好的网络”，虽然不同的用户有着不同的认识与理解，但是，性能更高，可靠性更高，安全性更高，业务更丰富，这是用户对网络应用的一个共同诉求。“更简单”，更加意味深长――网络结构简单，业务实现简单，管理维护简单。
　　为了向用户提供一个更好的网络，各种网络技术在不断地推陈出新。我们可以亲眼目睹到，以太网速率的标准已经从最初的10兆增长到了40G和100G。而为了保证网络的可靠性、故障的自愈性，在网络方案设计中均需要考虑各种冗余设计，如网络冗余节点、冗余链路等。冗余的设计使网络结构中出现了环路以及环路有可能引起的广播风暴等风险。为此，生成树技术(STP)应运而生。它虽然消除了环路，但却引发了链路性能利用不足的新的问题。
　　随之，MSTP技术通过多实例的划分，实现了不同链路流量的负载分担，从而提高了链路可用性能。但是，在可用性提高的同时，人们却发现网络的结构、管理维护的工作量翻了几番。这样一来，管理维护量的剧增，一旦导致配置出错，就又会回到起初出现环路所带来的广播风暴问题。于是乎，问题又回到了原点。
　　我们逐渐发现，更好的网络与更简单的使用之间似乎是一对矛盾体。很多标准的技术出发点，只是为了实现网络的某一项功能，或者满足用户某一方面的需求，而并非需要去简化网络本身。但是，随着网络规模的越来越大，用户和设备数量的越来越多，用户对于网络的要求也就越来越高。此时，网络的结构、业务和管理维护都将变得越来越复杂。这一切，好似复杂将成为未来网络的终结者，“让网络变得更简单”似乎成为一种遥不可及“梦想”的事实。
　　
　　从本质上让网络变得简单
　　
　　难道真的如此吗?“让网络变得更简单”不可及吗?俗话说：“治标要先治本。”让网络变得更简单，先要从本质上让网络变得更简单。
　　从根本上讲，网络结构、业务、管理维护的复杂度主要涉及两方面：一是由于网络设备数量众多直接带来的；另一是由于网络设备数量众多衍生出的类似STP、VRRP这些特性间接带来的。但是，无论是直接的还是间接的引起，从实质上说，都是网络设备数量的问题。所以，最根本的方法，就是要减少逻辑设备的数量。换句话讲，就是要将多台物理设备虚拟为一台逻辑上统一的设备，使他们能够实现统一的运行，从而达到减小网络规模的目的。
　　为了实现这一目的，业界很多以太网设备和解决方案供应商，均投入到了智能弹性技术(部分厂商称为交换机虚拟化技术)的研究和开发工作当中。H3C也不例外，智能弹性技术经历了从集群到第一代智能弹性架构技术(IRF1)，再到第二代智能弹性架构技术(IRF2)的三个发展阶段。
　　集群简化“二层”H3C在网络集群推出了HGMP协议以及基于HGMP的简单堆叠技术。HGMP协议第一次在一个大型二层网络结构上实现了单一IP的二层管理，一个集群网络可由最多25 台二层交换机组成。HGMP集群解决了单一IP管理、统一软件升级的问题。但是，集群交换机只能工作在二层模式，并且每台设备各自为战，操作系统独立运行，数据转发相互独立。所以，集群技术只是解决了接入二层交换机因为数量较多而带来的一部分网络设备管理的简化问题。
　　IRF1简化“接入层”
　　作为对于集群技术的延伸，2004年H3C推出了IRFl，并在低端盒式设备(即低端交换机$5 00系列和S3900系列)上，实现了真正的虚拟化整合技术，使低端盒式设备通过高速专用电缆互联模拟交换背板，各盒式设备成为接口线卡，盒式设备的CPU系统模拟多个主控，而只有一个模拟主控成为Master主控。
　　因此，多台盒式设备整合虚拟化成为一个框式系统，整个IRF系统对外表现为一个网络节点，统一转发体系，集中控制、分布式转发，可工作在二层模式和路由模式，并实现IRF系统内不同设备的端口聚合能力。因此，相比集群技术，IRF1解决了网络接人层的网络结构简化与数量众多的接入设备管理的简化。
　　IRF2简化“全网”　尽管如此，IRF1解决的是接入层网络结构的简化和大量接人层设备管理与维护的问题，但是欠缺的是业务的简化并没有得到解决。
　　对任何网络来说，网络层次越高，业务部署就越丰富，则越需要简化。在2009年的时候，H3C在从IOOG平台的核心交换机到接人层交换机产品，实现了统一的虚拟化整合技术――IRF2。它不仅可以实现端到端的网络结构简化，管理维护简化，更重要的是通过机框式设备虚拟化，实现了全网业务的简化。
　　
　　IRF2让网络更简单可靠
　　
　　网络简化需要解决网络结构的简化、网络业务的简化以及管理维护的简化这三方面的问题。通过在从核心到接入的整网部署IRF2技术，多台物理设备虚拟成一台统一的逻辑设备，不但网络结构简单清晰，原先需要每台设备逐一配置，现在只需配置一次即可，明显地简化了设备的管理维护。
　　此外，相比传统网络生成树+VRRP的部署方式，启用IRF2以后，二层不再需要配置生成树，也不再需要复杂的生成树多实例的规划，三层不再需要配置VRRP，不再需要复杂的路由规划和大量的IP地址消耗，从而简化了网络业务。
　　IRF的高可靠性体现在链路级、协议级和设备级三个方面。
　　链路级：成员设备之间的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链路的可靠性。
　　协议级：IRF系统提供实时的协议热备份功能，负责将协议的配置信息备份到其他所有的成员设备，从而实现1：N的协议可靠性。
　　设备级：IRF系统由多台成员设备组成，Master设备负责系统的运行、管理和维护，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，以保证通过系统的业务不中断，从而实现设备级的1：N备份。相比传统的二层生成树技术和三层的VRRP技术，其收敛时间从N秒级缩短到毫秒级。
　　
　　IRF2让网络更高效
　　
　　对于高端交换机而言，性能和端口密度的提升会受到其硬件结构的限制，而IRF系统的性能和端口密度是IRF内部所有设备性能和端口数量的总和。因此，IRF技术能够轻易地将设备的核心交换能力、用户端口的密度扩大数倍，从而大幅度地提高单台设备的性能。此外，传统的生成树等技术为了避免环路的发生，会采用阻断一条链路的方式，而IRF2可以通过跨设备聚合等特性，让原本“Active standby”的工作模式，转变成为负载分担的模式，从而提高整网的运行效率。
　　智能弹性技术凭借在简化网络方面的突出优势，使得越来越多的网络设备厂商实现在低端盒式交换机产品上支持智能弹性技术。由于此项技术本身是将多台原本独立的设备虚拟化为一台统一的设备，因此各设备之间协调控制是一个关键问题。
　　同时，系统成员的地位相互平等，每个成员又都需要有与其他成员交互的能力。随着设备台数的增多，成员问的交互将成几何级数增加。对于高端框式交换机产品来说，还要增加一维关于槽位的变量，所以高端交换机上实现智能弹性技术会面对更多的困难。
　　随着网络建设不断发展，类似于IRF2的智能弹性技术已被越来越多的用户所认可和接受。IRF2不仅可以让网络变的简单，还可以无缝支持包括IPv4、IPv 、MPLS、安全特性、OAA插卡、高可用性等全部交换网络特性，并且能够高效稳定地运行这些功能，明显地扩展了智能弹性技术在整网的应用范围。            
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