1.什么是IRF？
IRF，即Intelligent Resilient Framework（智能弹性架构），是H3C自主研发的一种硬件虚拟化技术。它通过将多台设备通过IRF物理端口连接并配置，虚拟化成一台分布式设备，实现硬件资源和软件处理能力的集合，达到协同工作、统一管理和不间断维护的效果。简而言之，IRF技术就是将多个硬件设备虚拟化为一台更大的硬件设备。
2.IRF技术的特点
| 序号 | 优点 | 具体描述 |
|---|---|---|
| 1 | 简化管理 | 用户可通过任意成员设备的端口登录IRF系统，实现统一管理，避免逐一配置每台设备 |
| 2 | 简化网络运行 | IRF内的控制协议统一运行，减少协议报文交互，加快网络收敛速度 |
| 3 | 低成本 | 将低端设备虚拟为高端设备使用，兼具高端性能与低端成本效益 |
| 4 | 强大扩展能力 | 通过增加成员设备，轻松扩展IRF系统的端口数、带宽和处理能力 |
| 5 | 保护用户投资 | 网络升级时无需替换原有设备，仅需增加新设备，降低升级成本 |
| 6 | 高可靠性 | 支持多链路备份、设备1:N备份，确保业务连续性，提升网络可靠性 |
| 7 | 高性能 | 通过虚拟化多个单机设备，大幅提升交换容量和端口密度，增强整体性能 |
| 8 | 丰富功能 | 支持IPv4、IPv6、MPLS、安全特性等全交换机功能，满足多样化需求 |
| 9 | 广泛产品支持 | 适用于盒式及框式分布式设备，实现不同形态产品的虚拟化一体化 |
3.IRF的基本概念
3.1角色
IRF中每台设备都称为成员设备。成员设备按照功能不同，分为两种角色：
3.2 IRF端口
一种专用于IRF的逻辑接口，分为IRF-Port1和IRF-Port2，需要和IRF物理端口绑定之后才能生效。
3.3 IRF物理端口
设备上可以用于IRF连接的物理端口。
IRF物理端口可能是IRF专用接口、以太网接口或者光口（设备上哪些端口可用作IRF物理端口与设备的型号有关）。
通常情况下，以太网接口和光口负责向网络中转发业务报文，当它们与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相关协商报文以及需要跨成员设备转发的业务报文。
3.4 IRF合并
两个IRF各自已经稳定运行，通过物理连接和必要的配置，形成一个IRF，这个过程称为IRF合并（merge）。
3.5 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，这个过程称为IRF分裂（split）。
3.6成员优先级
成员优先级是成员设备的一个属性，主要用于角色选举过程中确定成员设备的角色。优先级越高当选为Master的可能性越大。设备的缺省优先级均为1，如果想让某台设备当选为Master，则在组建IRF前，可以通过命令行手工提高该设备的成员优先级。
4.IRF软件架构
IRF设备的系统架构如下图所示，它包括*IRF虚拟化模块、设备上的硬件、设备管理层以及系统管理及应用模块*组成。
5.IRF的形成
5.1物理连接
1）连接方式
连接介质的选择取决于IRF物理端口的类型，用于将多台设备形成IRF的连接如下：
2）连接要求
本设备上与 IRF-Port1绑定的IRF物理端口只能和邻居成员设备IRF-Port2口上绑定的IRF物理端口相连本设备上与 IRF-Port2口绑定的IRF物理端口只能和邻居成员设备IRF-Port1口上绑定的IRF物理端口相连。
否则不成形成IRF。
如下物理连接示意图，一个IRF端口可以跟一个IRF物理端口绑定，也可以跟多个IRF物理端口绑定，以提高IRF链路的带宽以及可靠性。
3）连接拓扑
IRF的连接拓扑有两种：链形连接和环形连接
5.2拓扑收集
IRF中的设备通过交互IRF Hello报文收集整个系统的拓扑关系。
这些报文包含连接关系、设备编号、优先级、成员桥MAC等信息。初始时，设备仅记录自身信息，随后通过up状态的IRF端口周期性发送已知信息。设备收到邻居信息后更新本地记录，直至所有设备收集到完整拓扑信息（拓扑收敛）。此时，系统进入角色选举阶段。
5.3角色选举
IRF系统由多台成员设备组成，每台成员设备具有一个确定的角色，即Master或者Slave。确定成员设备角色的过程称为角色选举。
角色选举会在拓扑变更的情况下产生，比如：IRF建立、新设备加入、IRF分裂或者两个IRF系统合并。
角色选举规则如下：
1）当前Master优先（IRF系统形成时，没有Master设备，所有加入的设备都认为自己是Master，会跳转到第2条规则继续比较）。
2）成员优先级大的优先。
3）系统运行时间长的优先。
4）桥（交换机设备）MAC地址小的优先。
从上面第一条开始判断，若判断的结果是多个最优，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。此最优成员设备就是Master，其他成员设备就都是Slave。
6. IRF典型组网应用
6.1使用IRF扩展端口数量
当接入的用户数增加到原交换机端口密度不能满足接入需求时，可以通过在原有的IRF系统中增加新的交换机而得到满足。
6.2使用IRF扩展系统处理能力
当中心交换机的转发能力无法满足需求时，可以通过增加新交换机并与原交换机组成IRF系统来实现扩展。若单台交换机的转发能力为64M PPS（百万包每秒），则通过增加一台交换机并使其与原交换机形成IRF系统后，整个IRF系统的转发能力将提升至128M PPS。
6.3使用IRF扩展带宽
当边缘交换机上行带宽增加时，可以增加新交换机与原交换机组成IRF系统来实现。将成员设备的多条物理链路配置成一个聚合组，可以增加到中心交换机的带宽。而对中心交换机的而言，边缘交换机的数量并没有变化，物理上的两台交换机看起来就是一台交换机，原有交换机会将当前的配置批量备份到新加入的交换机。因此，这种变化对网络规划和配置影响很小。
6.4使用IRF简化组网
如下图，使用IRF后，汇聚层的多个设备成为了一个单一的逻辑设备，接入设备直接连接到虚拟设备。这个简化后的组网不再需要使用MSTP、VRRP协议，简化了网络配置。同时依靠跨设备的链路聚合，在成员出现故障时不再依赖MSTP、VRRP等协议的收敛，提高了可靠性。
