华为交换机虚拟化解决技术方案

华为交换机虚拟化（CSS)

解决方案

陕西西华科创软件技术有限公司

2016年4月1

目录

一、概述 (2)

二、当前网络架构的问题 (2)

三、虚拟化的优点 (3)

四、组建方式 (4)

三、集群卡方式集群线缆的连接 (4)

四、业务口方式的线缆连接 (5)

五、集群建立 (6)

1. 集群的管理和维护 (7)

2. 配置文件的备份与恢复 (7)

3. 单框配置继承的说明 (8)

4. 集群分裂 (8)

5. 双主检测 (8)

六、产品介绍 (9)

1.产品型号和外观： (13)

2.解决方案应用 (19)

一、概述

介绍

虚拟化技术是当前企业IT技术领域的关注焦点，采用虚拟化来优化IT架构，提升IT 系统运行效率是当前技术发展的方向。

对于服务器或应用的虚拟化架构，IT行业相对比较熟悉：在服务器上采用虚拟化软件运行多台虚拟机(VM---Virtual Machine)，以提升物理资源利用效率，可视为1:N的虚拟化；另一方面，将多台物理服务器整合起来，对外提供更为强大的处理性能(如负载均衡集群)，可视为N:1的虚拟化。

对于基础网络来说，虚拟化技术也有相同的体现：在一套物理网络上采用VPN或VRF 技术划分出多个相互隔离的逻辑网络，是1:N的虚拟化；将多个物理网络设备整合成一台逻辑设备，简化网络架构，是N:1虚拟化。华为虚拟化技术CSS属于N:1整合型虚拟化技术范畴。CSS是Cluster Switch System的简称，又被称为集群交换机系统（简称为CSS），是将2台交换机通过特定的集群线缆链接起来，对外呈现为一台逻辑交换机，用以提升网络的可靠性及转发能力。

二、当前网络架构的问题

网络是支撑企业IT正常运营和发展的基础动脉，因此网络的正常运行对企业提供上层业务持续性访问至关重要。在传统网络规划与设计中，为保证网络的可靠性、故障自愈性，均需要考虑各种冗余设计，如网络冗余节点、冗余链路等。

图1 传统冗余网络架构

为解决冗余网络设计中的环路问题，在网络规划与部署中需提供复杂的协议组合设计，如生成树协议STP(Spanning Tree Protocol)与第一跳冗余网关协议(FHGR: First Hop Redundant Gateway ，VRRP)的配合，图1所示。

此种网络方案基于标准化技术实现，应用非常广泛，但是由于网络发生故障时环路状态难以控制和定位，同时如果配置不当易引起广播风暴影响整个网络业务。而且，随着IT规模扩展，网络架构越来越复杂，不仅难于支撑上层应用的长远发展，同时带来网络运维过程中更多的问题，导致基础网络难以持续升级的尴尬局面。

另一方面，快速环路技术也在发展，如图2。如标准化的弹性分组环RPR(Resilient Packet Ring)技术，可提供50ms内的快速切换，但RPR技术构建成本高，且互联带宽有限，不适合局域环境内大型交换网络建设。

图2 环网结构

在传统的网络组网技术难以满足IT发展要求的挑战下，新的网络虚拟化技术如何起到快速支撑新的需求？技术的进步并不是全面修改传统网络规划与设计方法，而需要在保持大部分传统建设习惯下，达到极大简化管理、简化运维、简化规划设计的效果，比如虚拟化技术需要考虑：在保持与传统网络布线方式、传统物理拓扑连接的方式下进行整体网络架构的改良与优化。

三、虚拟化的优点

随着数据中心数据访问量的逐渐增大以及网络可靠性要求越来越高，单台交换机已经无法满足需求，而通过交换机的集群能够实现数据中心大数据量转发和网络高可靠性

CSS的特征:

1. 交换机多虚一：CSS对外表现为一台逻辑交换机，控制平面合一，统一管理

2. 转发平面合一：CSS内屋里设备转发平面合一，转发信息共享并实时同步

3. 跨设备链路聚合：跨CSS内物理设备的链路被聚合成一个ETH-TRUNK端口和下游的设备进行互联

4. 简化运营：整个CSS被作为一台交换机来管理，简化运维、降低Opex 。

5. 可靠性高：CSS 内一台设备故障，其他设备可以接管CSS 的控制和转发，避免单点故障。

6. 无环网络：跨设备的链路聚合，在CSS和其他设备互联时，天然避免了环路问题；

7. 链路均衡：跨设备的链路ECMP，100%的网络链路和带宽的利用率。

8.扩容网络时，保护已有投资。

9.扩容的同时，将2台物理设备虚拟为1台设备，简化了设备的配置和管理。

10.多台设备间冗余、备份，提高系统的可靠性。

四、组建方式

硬件要求：目前支持2台框式交换机设备组成集群，支持集群的设备型号为：

●S7706、S7712（S7706和S7712之间可以混合集群。）

集群方式为：集群卡方式和业务口方式。

●集群卡方式：即在主控板SRU的子卡槽位插入集群卡VSTSA，原有主控板、接口

板、机框不用更新，就可以支持集群。

●业务口方式：集群成员交换机之间通过LPU上的普通业务口连接。将LPU上的业

务口配置为集群物理成员端口后加入逻辑集群端口，通过SFP+光模块和光纤或SFP+集群线缆将集群物理成员端口连接起来。

三、集群卡方式集群线缆的连接

集群成员交换机之间通过主控板上的集群卡连接（每块集群卡上有4个集群口）。两台设备都有两块主控板的情况下，通过专用的集群电缆QSFP+高速线缆或QSFP+光模块和光纤将这8组集群口按照图1-1规则连接起来。集群口连接规则是固定的，所有集群口都要插上集群线缆，不能随意连接。

图1-1集群卡方式集群电缆连接规则

对于集群卡连接方式，单台设备上必须配置两块同类型的SRU主控板，即都是SRUA或都是SRUB；两台设备之间可配不同类型的SRU主控板；S7700系列交换机支持集群卡集群方式；

四、业务口方式的线缆连接

集群成员交换机之间通过LPU上的普通业务口连接。将LPU上的业务口配置为集群物理成员端口后加入逻辑集群端口，通过SFP+光模块和光纤或SFP+集群线缆将集群物理成员端口按照下图规则连接起来。

图1-2业务口连接规则