一、传统MSTP+VRRP的不足

 传统MSTP+VRRP设计：

• 规划复杂：需要详细规划VRRP多实例的Master归属、MSTP的VLAN和生成树实例归属，以及IP网段。

• 收敛速度慢：故障恢复速度一般在秒级，VRRP收敛时间至少需要3秒，故障恢复速度较慢。

• 带宽浪费：MSTP需要阻塞某些端口以避免环路，导致带宽利用率低。

• 拓扑复杂：网络设计复杂，维护难度高。

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二、设备虚拟化的优势

• 简化管理：多台设备虚拟化为单一逻辑设备，管理员可以统一管理，而无需分别对这些交换机进行配置。

• 简化拓扑：多台交换机做了虚拟化后，无需配置MSTP协议，避免环路问题。

• 便于扩展：通过增加新设备扩展端口数量、处理能力和带宽。

• 高性能：整体性能随设备数量线性增长（N*X）。

• 跨设备链路聚合：支持跨成员设备的链路聚合，提高带宽利用率和网络稳定性。

• 简化路由管理：减少IP网段和路由邻居数量，降低路由振荡风险。

1. 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，可以通过可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统来实现。

       

2. 扩展系统处理能力

当中心的交换机转发能力不能满足需求时，可以增加新交换机与原交换机组成堆叠系统来实现。

           

3.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堆叠系统来实现。

     • 支持跨内部设备链路聚合：增加带宽，避免网络拥塞加强网络稳定，减少单点故障环路避免。

4. 虚拟化简化路由管理

4.各大厂商设备虚拟化技术比较

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三. IRF概述

1.定义：IRF（Intelligent Resilient Framework，智能弹性架构）是将多台设备通过堆叠口连接在一起形成一台“联合设备”。

                        

2. 发展历程：

•IRF1（2004年）低端设备横向虚拟化，解决接入层的网络扩容和管理维护问题；

•IRF2（2009年）全系列设备横向虚拟化，表项同步、跨机架链路聚合、负载分担、统一管理；

•IRF3（2013年）纵向虚拟化；将整个网络虚拟化为一个管理节点，降低管理难度并简化了布线；

   （1）IRF1.0

   （2）IRF2.0（当前版本）

  （3）IRF3.0在IRF2.0的基础上增加了纵向虚拟化，将三层网络拓扑简化为了一个大二层网络拓扑

   

3.运行模式：

IRF有两种运行模式，两种模式之间通过命令行进行切换。

         独立运行模式：处于该模式下的设备只能单机运行，不能与别的设备形成IRF。

         IRF模式：处于该模式下的设备可以与其它设备互连形成IRF。

4.IRF拓扑类型

        IRF支持两种拓扑类型，分别为环型连接和链型连接，其中环形连接可靠性更高

              

5.IRF设备的角色

     •Master：负责管理整个IRF。

    • Slave：作为Master的备份设备(V7版本中为Standby)。

      •一个IRF中同时只能存在一台Master，其它成员设备都是Slave。；Master和Slave均由角色选举产生，成员优先级越大的越优。6.

        

6.display irf命令显示信息描述

7.   1:N协议热备

     IRF采用1:N冗余，即Master负责处理业务，Slave作为Master的备份，随时与Master保持同步。当Master工作异常时，IRF将选择其中一台Slave成为新的Master，接替原Master继续管理IRF系统，不影响网络转发

          

        IRF协议热备份功能负责将各运行协议的配置信息和运行状态等同步到其它所有成员设备，与单框设备的双引擎工作方式相似，从而使得IRF系统能够作为一台独立的设备在网络中运行

 8.成员设备间报文转发方式

 9.跨设备链路聚合

 

 10.IRF合并

       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）

        合并后的IRF会在原来的两个Master设备中选出新的Master。

    

 11.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）

       分裂后，不含有原Master设备的IRF区域会重新选举新的Master；含有原Master设备的IRF区域不改变Master角色。

      

12.IRF端口与IRF物理端口 

四、IRF工作原理

1. IRF工作原理—物理连接

       • 要形成一个IRF，需要先按照以下规则连接IRF物理端口：

       • 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。

2. IRF工作原理—拓扑收集

     • 每个成员设备都在本地记录自己已知的拓扑信息，通过和邻居成员设备交互IRF Hello报文来收集整个IRF的拓扑。

      (1) 初始时刻，成员设备只记录了自身的拓扑信息；

     (2) 当IRF端口状态变为up后，成员设备会将已知的拓扑信息周期性的发送出去；

     (3) 成员设备收到邻居的拓扑信息后，会更新本地记录的拓扑信息。

    • 经过一段时间的收集，所有设备上都会收集到完整的拓扑信息（称为拓扑收敛）。此时会进入角色选举阶段。

      •IRF Hello报文携带IRF端口连接关系、成员设备编号、成员设备优先级、成员设备的桥MAC等内容。

      • IRF Hello报文周期性的由UP的IRF端口发送给邻居。

     • 经过一段时间，所有成员都会收集到完整的拓扑信息（链路拓扑和接口信息等）。

3. IRF工作原理—角色选举

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，会跳转到第二条规则继续比较）；

      (2)本地主控板优于本地备用板；

      (3)成员优先级大的优先；（优先级未修改时默认值为1）

     (4)系统运行时间长的优先（各设备的系统运行时间信息也是通过IRF Hello报文来传递的）；

     (5)桥MAC地址小的优先。（跟之前CPU MAC关系）

4. IRF工作原理—IRF的管理与维护

      • 角色选举完成之后，IRF形成，所有的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。

     • MAD检测：当IRF分裂时能够检测出网络中同时存在的多个IRF，并进行相应的处理，尽量降低IRF分裂对业务的影响。

5. MAD检测

五. IRF配置案例

 写错一个，undo shutdown 应该是no shutdown

六. 总结

       IRF技术通过虚拟化将多台设备整合为单一逻辑设备，显著简化了网络设计、管理和维护，同时提高了扩展性、可靠性和性能。其核心优势在于替代传统的复杂协议（如MSTP+VRRP），适用于需要高可用性和灵活扩展的网络环境。