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IRF之分布式二层协议

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系统概述
何谓“IRF”
IRF的含义就是智能弹性架构（Intelligent Resilient Framework） 。
支持IRF的多台设备可以互相连接起来形成一个“联合设备”，这台“联合设备”称为一个Fabric，而将组成Fabric的每个设备称为一个Unit（如图1所示） 。多个Unit组成Fabric后，无论在治理还是在使用上，就成为了一个整体 。它既可以随时通过增加Unit来扩展设备的端口数量和交换能力，大大提高了设备的可扩展性；同时也可以通过多台Unit之间的互相备份增强设备的可靠性；并且整个Fabric作为一台设备进行治理，用户治理起来也非常方便 。
简单来说，就是IRF设备通过多个Unit的堆叠形成了用户迫切需要的易治理、易扩展以及高可靠的产品特点 。是一种不同于业界现有所有设备的全新理念的网络设备 。
图1 Fabric设备示意图
何谓“IRF之分布式二层协议”
IRF产品有三个要害特性：
DDM（分布设备治理）：外界可以将整个Fabric看成一台整体设备进行治理，用户可以通过CONSOLE、SNMP、TELNET、WEB等多种方式来治理整个Fabric 。
DLA（分布链路聚合）：支持跨设备的链路聚合，支持LACP协议 。可以在设备之间进行链路的负载分担和互为备份 。
DRR（分布弹性路由）：包含多个Unit的Fabric在外界看来是一台单独的三层交换机 。整个Fabric将作为一台设备进行路由功能和转发功能 。在Fabric中的某一个Unit发生故障时，整个Fabric的路由协议和数据转发不会中断 。
以上这三个要害特性支撑了IRF设备的易治理、易扩展以及高可靠的产品特点，也同时使得IRF设备具有现有业界已有设备无法比拟的应用优势 。
本文所要描述的“IRF之分布式二层协议”就是实现或者配合实现上述DDM、DLA、DRR三大特性的技术基础 。
“IRF之分布式二层协议”的技术特点及应用价值
随着网络技术的发展，越来越多的用户需要通过接入设备访问互联网，用户要求设备供给商能够对其网络进行平滑升级和扩容 。IRF技术就是在这种应用背景下产生的 。通过IRF技术可以将设备接入端口数进行扩充，最大可以扩充到400个或者更多的端口数，并且向用户提供高可靠、高可扩展性的网络 。端口数的无限扩充以及对网络可靠性要求的提高，这就要求以太网交换机中常用的二层协议，如STP/RSTP/MSTP、LACP、802.1x以及IGMP Snooping等基础协议具备治理大容量端口和高可靠性等功能 。
一般对于这种分布式系统，或者框式分布式系统，二层协议的基本实现方式是在主控板或者Master设备上实现，即传统的主从式结构 。具体的过程基本上包括下面几个步骤：
1、;;端口收到报文后，首先送给本地的CPU；
【IRF之分布式二层协议】2、;;本地CPU在收到协议报文后，假如判定自己不是Master，则将该报文进行进一步封装，加上入端口号、报文长度等等信息，然后将报文送给Master设备；
3、;;Master设备上处理收到的协议报文并且运行协议相关的状态机，得到端口的控制状态或者转发表项；

4、;;Master设备再将状态机计算结果通过控制指令下发给各Slave设备，从而完成对整个分布式系统的控制；
5、;;Slave设备收到Master下发的控制指令后，根据指令完成对本地交换芯片的配置 。
很明显，这种传统的实现方式将大部分的处理过程放到Master设备处理，增大了Master的负担，因此设备就需要更多的存储器资源和更强劲的CPU，提高了设备的硬件成本；其次，将所有处理过程放到Master上，降低了整个系统的可靠性，即假如Master出现故障，将会导致整个系统不能正常运行，从而系统很难具备高可靠性特点 。

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