华为集群交换机系统CSS
CSS（ClusterSwitchSystem）是网络虚拟化的一种形式。 它还可以将多个支持集群的交换机连接起来，形成一个更大的交换机。
CSS 的典型特征有：
1、多个虚拟交换机：CSS对外表现为逻辑交换机，控制平面统一、统一管理。
2、转发平面统一：CSS内化工设备转发平面一体化，转发信息共享、实时同步。
3、跨设备链路聚合：将CSS内跨化学设备的链路聚合成一个Trunk端口，实现与下游设备的互连。
CSS体系形式及其在网络中的应用
从上图我们可以看出，CSS不仅简化了网络拓扑，还通过设备“多虚一”和跨设备链路聚合，极大提升了网络性能：
1. 简化运维：整个CSS作为交换机进行管理，简化运维，降低Opex。
2、高可靠性：如果CSS中的一台设备发生故障，其他设备可以接管CSS的控制和转发，防止单点故障。
3.无环网络：跨设备的链路聚合自然避免了CSS与其他设备互连时的分支问题，无需部署MSTP等复杂的破环合约。
4、链路平衡：跨设备链路平衡，网络链路和带宽利用率100%。
CSS在简化网络、提高转发性能的同时，并没有带来任何网络功能的损失。 化学开关的所有功能都在CSS系统下得到了继承，性能也得到了放大。 CSS的这一特性使其越来越受到人们的认可和接受，成为部署简单高效网络的首选解决方案。
CSS的发展历史
CSS从诞生到现在经历了两个演变阶段。
华为早期采用的是专用线卡集群系统，其特点是使用专用线卡和专用电缆来互连集群系统内的化学交换机。 由于不占用业务线卡槽位，因此不会影响整个系统的转发性能。 同时，专线卡的端口速度低于业务线卡的端口速度，从而提高CSS互连的带宽。
第二阶段，华为开发了业务线卡CSS，其特点是通过普通业务线卡和标准线缆将CSS内部的化学交换机互连。 事实上，业务线卡CSS会占用部分业务端口。 但随着当前交换机转发能力的不断提高，其对整个系统转发性能的影响非常有限。 业务线卡CSS采用标准的业务端口和线缆互连，从而满足了CSS远距离部署的需要，使得CSS部署更加灵活。 同时CSS互连端口支持链路聚合，可以灵活扩展CSS互连带宽。
随着云计算的快速发展，虚拟化应用已成为近年来在企业级环境中广泛实施的技术。 不仅是服务器/存储虚拟化，还有2012年SDN（软件定义网络）和OpenFlow的趋势。随着进一步推进，网络虚拟化再次成为热门话题。 但说到网络虚拟化，虽然早在2009年交换机css，各大网络设备厂商就陆续推出了自己的虚拟化解决方案，并服务于网络应用的各个层面和各个方面。 昨天，我们和大家一起回顾了这一主流的网络虚拟化技术。
思科虚拟交换系统VSS
思科虚拟交换系统VSS是一种典型的网络虚拟化技术。 它可以将多个思科交换机虚拟化为单个交换机，使设备的可用端口数量、转发能力和性能规模增加一倍。 例如，它可以将两台数学Ciscocatalyst 6500系列交换机集成为一台逻辑虚拟交换机，从而将系统带宽容量扩展到1.4Tbps。
思科虚拟交换系统VSS
要启用VSS技术，需要通过特殊链路将两个机架绑定成虚拟交换系统。 这种特殊的链路称为虚拟交换机链路（VirtualSwitchLink，或VSL）。 VSL携带特殊的控制信息，并使用背部封装链路上数据帧的每一位。
虚拟交换机链路VSL
在VSS中，一个机箱被指定为主用交换机，另一个机箱被指定为备份交换机。 所有控制平面功能，包括管理（SNMP、Telnet、SSH等）、二层合约（BPDU、PDU、LACP等）、三层合约（路由合约等）以及软件数据等，由活动交换机管理。 引擎来管理。
据悉，VSS技术还采用机箱间NSF/SSO作为两个机箱之间主要的高可用性机制。 当虚拟交换机成员发生故障时，无需在网络中执行契约重新收敛，接入层或核心层交换机将继续转发流量，因为它们只会检测 EtherChannel 捆绑中的链路故障。 在传统模型中，交换机故障会导致STP/HSRP等多个控制契约和路由契约收敛。 相比之下，VSS将多台设备虚拟成一台设备，合同需要估计要大得多。 减少。
思科 VSS 应用程序
借助VSS技术，除了实现交换机的简单管理外，还提高了运营效率。 网络管理员只需登录虚拟化设备即可直接管理所有虚拟化设备，真正简化了网络管理。 需要说明的是，VSS技术目前仅适用于Cisco6500系列、Cisco7600系列、Nexus7000系列等高端型号。
H3CIRF网络虚拟化技术
IRF（Intelligent Resilient Framework）是H3C专有的设备虚拟化技术。 它还可以将实际的化工设备虚拟成逻辑设备供用户使用。 目前的IRF2.0仍然是通用虚拟化技术，将多台设备虚拟成一台设备。 该技术早已应用于多个系列的高、中、低端交换机设备，是通过IRF2.0技术产生的。 虚拟设备具有更高的可扩展性、可靠性和性能。
虚拟化
盒装设备虚拟化功效图
盒式设备虚拟化生成的IRF相当于一台盒式分布式设备。 Master设备相当于IRF的主用主控板，Slave设备相当于备用主控板（兼作插口板）。
框架式分布式设备虚拟化效果图
框式分布式设备虚拟化生成的IRF也相当于框式分布式设备，只不过虚拟框式分布式设备有更多的备用主控板和插口板。 其中，主机主控板相当于IRF的主主控板，主机的备份主控板和从机的主备主控板相当于IRF的备份主控板（同时兼作插座）。木板）。 角色）。
通过IRF连接生成的虚拟设备在管理上可以视为一个实体。 用户可以通过Console口或Telnet登录IRF中的任意成员设备，对整个IRF进行管理和配置。 据悉，虚拟设备中的各种功能在IRF系统的虚拟化框架下也以单一分布式设备的形式运行。
高可靠性
由于IRF一般应用在接入层、汇聚层和数据中心，因此对可靠性要求较高。 为了最大限度地减少日常维护操作和突发系统崩溃造成的停机时间，IRF采用了一系列冗余备份技术来保证虚拟系统的高可靠性。
IRF端口冗余备份示意图
IRF采用汇聚技术实现IRF端口的冗余备份。 IRF端口的连接可以由多条IRF化学链路聚合。 同时，可以在多条IRF化学链路之间进行流量负载分担，从而有效增加带宽，提高性能； 同时，多条IRF化学链路相互备份，保证即使其中一条IRF化学链路出现故障，IRF功能也不会受到影响，进一步增强了设备的可靠性。
合约热备示意图（故障前后）
IRF生成的虚拟设备采用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会选择其中一个Slave作为新的Master。 由于IRF系统运行过程中会进行严格的配置同步和数据同步，因此新的Master可以接管原Master，继续管理和运行IRF系统。 它将影响原有的网络功能和服务。 同时，由于有多个从设备，可以进一步提高系统的可靠性。
上下行链路冗余备份示意图
IRF采用分布式汇聚技术，实现上下行链路的冗余备份。 可以跨设备配置链路备份。 用户可以将不同成员设备上的数学以太网端口配置成聚合端口，这样即使个别端口位于某台设备发生故障，聚合链路也不会完全失效。 其他正常工作的成员设备将继续管理和维护剩余的聚合端口。 这对于需要高质量服务的核心交换系统和网络环境具有重要意义。 不仅进一步消除了汇聚设备的单点故障问题，还大大提高了整个网络的可用性。
简化管理
IRF生成后，用户可以通过任意成员设备的任意端口登录IRF系统，对IRF内的所有成员设备进行统一管理。 而不是化学连接到每个成员设备来单独配置和管理它们。 用户将IRF系统作为一个整体的虚拟设备进行管理交换机css，减少了需要管理的设备数量。 网络规划流程、建立流程、维护流程将大大简化，可有效节省管理成本。
简化网络运营，提高运营效率
IRF生成的虚拟设备中运行的各种控制合约也统一作为单个设备运行。 例如，路由合约被统一估计为单个设备。 此外，作为单一设备运行后，原本需要在原网络中的设备之间通过合约交互来完成的功能将不再需要。 例如，常用MSTP、VRRP等协议来支持链路冗余和网关备份，并使用IRF来接入设备。 直接连接到单个虚拟设备，无需使用 MSTP 和 VRRP 合约。 不管怎样，IRF技术消除了设备间大量合约消息交互的需要，简化了网络操作，缩短了网络混乱时的收敛时间。
低成本
IRF技术将一些较高端的设备虚拟成相对低端的设备，因此具有高端设备的端口密度和带宽，以及高端设备的成本。 比直接使用高端设备具有成本优势。
强大的扩展能力保护用户投资
随着互联网和计算机的应用越来越广泛，大多数企业、学校、团体、社区使用的网络规模并不是一成不变的。 随着组织规模的不断缩小，网络的规模也会随之缩小。 在最初规划网络时，通常会预留一定的容量，以便于扩展和升级。 而且，如果预留容量太大，就会浪费前期紧张的资金； 如果预留容量太小，以后的升级必然捉襟见肘。 这仍然是一个让网络规划者感到困惑的困境。
有了IRF，网络扩容和升级将变得简单、快捷。 通过减少成员设备的数量，可以轻松扩展IRF系统的端口数、带宽和处理能力。 在网络建设初期，用户只需订购当前需要的网络设备，无需为未来的网络需求提前付费。 用户在升级网络时，无需更换原有设备，只需对新成员的设备进行升级即可。 用户的投资可以得到最大程度的保护。
高可靠性
IRF的高可靠性体现在很多方面。 例如，成员设备之间的IRF化学端口支持聚合功能，IRF系统与上下层设备之间的化学连接也支持聚合功能。 通过多链路备份提高IRF。 系统的可靠性； IRF系统由多台成员设备组成，采用1：N备份。 一台Master设备负责IRF系统的运行、管理和维护。 多台Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务。 一旦Master设备发生故障，系统会快速手动选举新的Master，转发流量和大部分业务都不会中断。 由于Slave设备不是专门的备份设备，同时也处理业务，所以用户不需要专门花钱进行备份。
在虚拟化模块化分布式设备时，IRF保留了两种冗余功能：模块化设备内1:1备份和IRF设备间1:N备份。 当单块主控板出现异常时，由于该框式设备多了一块主控板，所有单板、板卡都可以继续正常工作，进一步提高了系统可用性。
事实上，IRF是网络可靠性保障的最佳解决方案。
高性能
由于IRF设备是由多台支持IRF特性的独立设备虚拟而成，因此IRF设备的交换容量和端口数是IRF内所有独立设备的交换容量和端口数之和。 因此，IRF技术可以通过虚拟化多台独立设备，轻松数倍地扩展设备的核心交换能力和用户端口密度，从而大幅提升设备的性能。
丰富的功能
IRF支持包括IPv4、IPv6、MPLS、安全特性、OAA插卡、高可用性等所有交换机特性，并且能够高效、稳定地运行这些功能，极大地扩展了IRF设备的应用范围。
广泛的产品支持
IRF技术作为一种通用虚拟化技术，利用相同的技术实现不同形态产品的集成。 还支持盒式设备的虚拟化和框式分布式设备的虚拟化。
IRF2.0作为目前以太网交换机领域主流的虚拟化技术，给网络建设带来了全新的体验。 一系列支持IRF技术的以太网交换机产品，可以灵活应用于网络的各个层次和应用场景，为网络规划者提供低成本、高性能的解决方案。 可以说，有了IRF，互联网才能真正实现按需购买、平滑升级！
华为新一代交换机构建高性能集群系统
华为新一代CE12800系列交换机产品全面支持CSS，提供灵活高效的CSS部署方案：
1、产品组合自由灵活：支持不同型号交换机组成CSS系统。 例如：CE12812和CE12808组成的CSS系统。
2、端口带宽自由选择：CSS互连通道支持单端口10GE和40GE，未来可扩展至100GE。
3、集群链路高速互联：CSS互联通道通过链路聚合捆绑多个端口，最多支持16个端口组成集群链路，转发带宽双向可达640GE。
4、集群系统远程部署：线卡CSS系统采用业务线卡和标准光纤互连，支持CSS远距离部署。
同时，CE12800系列交换机凭借强大的转发能力和高端口密度的业务线卡，为用户提供高性能的CSS组网部署能力。
CE12800部署CSS组建莱州10GE接入网
如上图所示，我们使用两台CE12812组成CSS，下行通过40GE口接入CE6800组成的堆叠组； CE12800和CE6800之间采用Mesh互联，互联链路通过跨设备链路聚合形成Trunk端口； 整个网络最多可提供5808个10GE端口。
CE12800部署CSS组建莱州GE接入网
如上图所示，我们同样使用2个CE12812组成CSS，下行通过10GE端口连接到CE5800堆叠组； 全网最多可提供25344个GE端口。
凭借新一代CE12800系列交换机的高转发性能，集群系统的组网能力得到大幅提升，充分满足不同规模网络的部署需求。
综上所述，CSS部署非常简单，并且极大地简化了网络结构，提高了网络性能。 但网络功能不受影响，用户无需学习任何新技术。 凭借这一优势，CSS有效地增加了用户的运营成本，相信它的应用将会越来越广泛。
