0 引言

甘肃省地震信息服务系统以IT技术为基础，以应用平台为依托，构建统一的数据汇集、数据存储、数据分析和数据共享服务系统，为地震监测预警、科学研究、应急抢险、灾害评估等多种业务提供技术支撑。随着地震系统科技水平的快速提升、业务内容的不断扩充，甘肃省地震信息核心网络负载越来越重，网络结构日趋复杂，导致其运行维护困难，越来越不能有效满足应用需求，需要进行优化升级。网络设备虚拟化技术先进可靠、能够快速部署减少对业务的影响，是近年来广泛应用的技术热点。目前主流的虚拟化解决方案有华为公司的CSS技术、H3C公司的IRF技术以及CISCO公司的VSS技术等。H3C公司IRF虚拟化技术能够将多台核心设备合为一体，实现可靠、灵活、低成本的网络架构，充分发挥设备性能，是未来保障地震信息网络稳定安全运行的发展趋势之一[1-3]。

1 现有核心网络运行状况分析

1.1 现有核心网络基本情况

甘肃省地震信息网络系统为网状拓扑结构，主要网络设备通过1 000 Base-SX光纤进行互连。核心层为两台HUAWEI S6505交换机，运行VRRP协议以双机冗余热备方式工作；部分地震行业服务器通过1 000 Base-TX双绞线连接在核心交换机上；通过上行端口连接核心路由器实现与行业网的互联互通，连接网络安全设备实现internet的访问。各楼层汇聚交换机通过光纤上联到核心交换机，同时下联测震路由器实现多个地震台站信息节点的接入。区域中心网络设备连接如图1所示：

  

图1 虚拟化改造前的网络拓扑图

1.2 现有核心网络问题分析

甘肃省地震信息服务系统在2006年经过“十五”项目建设改造以来，核心设备及业务系统已经持续运行10年。随着地震系统新业务系统持续发展，网络规模不断扩大，网络结构日趋复杂，信息服务系统运行过程中出现一些新问题。

通往空间想象能力深层的必由之路就是由基本知识、基本技能铺设的，双基内容应该是作为社会人生存、发展的必备平台。没有基础，就缺乏发展潜能。

高管内部薪酬差距、高管与员工薪酬差距与公司绩效的关系 ………………………… 刘春旭，丁 鹏（5．22）

1)核心设备老化，主备切换及故障恢复困难。

基于以上分析与计算，考虑土体恢复后桩基极限承载力的提高，分别利用基于本文推演并结合水运工程与建筑行业规范计算公式（规范推演计算值）、高应变动力检测（PDA动测检测值）计算开口钢管桩竖向极限承载力，对比结果见图3、图4；统计规范推演计算值与PDA动测检测值比值a样本分布，见表2。

主干网络的稳定性是保障地震信息网络安全可靠运行的关键所在，在网络规划设计和升级改造过程中必须重点考虑。目前两台核心交换机之间应用VRRP协议组成双机热备系统，但VRRP故障恢复机制过于复杂，当出现节点故障后主备切换及故障恢复时间较长，同时VRRP报文的延迟、丢失也会造成协议运行不稳定，导致网络故障。

# 配置H3C5830-1的域编号为1。

2)核心网络路由复杂、故障点明显增加，维护困难。

在核心网络多年运行过程中，网络节点逐年增加，两台核心交换机上分别配置的OSPF协议发布的路由信息和手工添加的部分静态路由不尽一致，MAC地址绑定信息和ACL安全策略需要手工添加也因经历时间长，多人维护而不尽一致，这就导致网络在出现故障后不易快速定位判断解决，运行维护困难。

3)部分服务器使用双网卡链路接入核心交换，存在回路及功能失效问题。

为了提高可靠性，部分重要的地震系统专业服务器使用双网卡链路接入核心交换机，服务器两块网卡分别接入主核心和备核心交换机对应的千兆网络接口。在经历多年运行后，部分服务器停用，部分服务器新接入进来，两台核心交换机的千兆以太网交换板卡上的接口已不再一一对应，逐渐丧失了双网卡绑定接入的功能。

选择SPSS23.00软件进行分析,计量资料采用均数加减标准差(±s)表示,计数数据采用构成比、率、百分比表示,对比使用χ2检验与t检验,检验水准为ɑ=0.05。

[Sysname-vlan3] port ten-gigabitEthernet1/2/0/1 ten-gigabitEthernet2/2/0/1

随着近年来联接到上级单位和下级单位的高清视频会议系统的投入使用、地震数据共享系统等多项新业务系统的建成，数据流量显著增加。核心交换机背板带宽及数据吞吐量不足的问题日益严重，越来越不能满足应用的需求。

2 IRF技术简介

IRF(Intelligent Resilient Framework) 即智能弹性框架，是将多台冗余设备通过IRF端口互联在一起，配置相应的IRF协议后，虚拟化为单台逻辑设备，形成简洁、可靠的网络架构，实现多台设备协同工作、统一管理和不间断运行，从而简化网络维护工作[4-5]。

2.1 IRF的优点

IRF主要具有以下优点：

1)简化管理。运行IRF协议形成虚拟化单元后，天然避免了环路问题，网络结构更加简单，设备管理由传统的各设备逐一登录维护转变为登录IRF统一维护，降低维护复杂度。

9. D词义辨析。A.副词，太，也。B. 副词，如此的；连词，因此。C. 副词，非常，很；形容词，恰好是，十足的。D. 形容词，如此的。结合语境可知此处指的是，你是如此了不起的一位父亲，故选D。

3)扩展设备的转发能力。IRF主备链路可用率、端口数、带宽和转发能力均得到提升；传统的VRRP热备系统运行时一半的主干链路及设备处于备用模式，造成资源利用不充分。

2.2 IRF工作原理

IRF单元的成员设备间使用专用的物理端口相互连接，通过交互IRF报文实现拓扑收集、角色选举、管理维护等功能，形成IRF逻辑单元，并运行LCAP(链路聚合控制协议)或BFD(双向转发检测)协议防止IRF 分裂造成业务中断。两台设备组成的IRF的虚拟化示意图如图2所示，该IRF包括1块主用主控板、3块备用主控板及多块接口板，接口板可以根据需要灵活配置，以提高交换能力及端口密度。

  

图2 两台设备组成IRF示意图

3 应用IRF技术进行核心网络设备虚拟化改造

3.1 网络拓扑及路由协议优化整合

3.1.1 拓扑结构优化与可靠性提升设计

应用IRF技术进行网络虚拟化改造升级的关键点就是用两台新的H3C6608交换机替代两台旧的HUAWEI6506交换机，在两台新核心交换机上配置IRF协议，虚拟化成一台高可靠性、高背板带宽和端口密度的核心交换机。同时由两台H3C5830交换机虚拟化成一个IRF单元替代汇聚层交换机，配置链路聚合负载均衡通道上联到H3C6608组成的核心IRF单元，再将原先连接在核心交换机上的多台服务器移接到H3C5830 IRF单元业务端口上做双网卡绑定，从而减轻核心交换机负担的同时增大汇聚层设备的可靠性和带宽(图3)。

  

图3 虚拟化改造后的网络拓扑图

3.1.2 核心网络路由信息整合

随着全球信息技术主导的技术革命不断加快，人类社会正在逐渐步入信息社会。随着信息化、大数据等技术不断深入，在信息化时代背景和思维模式下，建立固定资产信息化管理平台对高校固定资产进行管理，不断提高固定资产管理效率，深入优化固定资产管理手段，是高校固定资产管理的发展目标和趋势。

去除VRRP、MSTP协议和心跳线，整理优化核心交换机上运行的网络协议。原来两台HUAWEI6506交换机上都配置了MSTP、OSPF协议和静态路由协议，改造后只有H3C6608 IRF全局主用主控板上的OSPF协议在运行，减少了OSPF协议和MSTP协议传送的各种报文；同时将两台旧HUAWEI6506交换机上的静态路由协议进行比对核查，删除无用路由，汇聚部分子网路由，减少路由条目和运行开销，提高路由收敛速度。

3.2 IRF配置部署

按照步骤 1)相同命令配置汇聚层交换机H3C6608-2的相关参数。根据提示按“Y”确认设备重启后，H3C6608-2与H3C6608-1形成IRF0。

核心层交换机H3C6608上IRF的实现包括配置设备IRF域编号、IRF成员编号、成员优先级、IRF物理端口、IRF单元之间分布式链路聚合、路由协议等内容。在规划设计时应注意交换机软硬件适用性说明，查看其机型、板卡型号及IOS版本，如果不符合厂家适用性说明，有可能会不支持建立IRF。

核心层交换机IRF0配置步骤：

[Sysname] irf domain 0

# 配置H3C6608-1的域编号为0。

1）土地利用变化明显加快。1985－2000年、2000－2016年、1985－2016年3个时间段巢湖流域土地利用综合动态度分别为0.08%、0.12%、0.1%，表明30年来巢湖流域人类活动对土地利用的影响越来越大。其中，城镇化发展导致城镇建设用地增速最快，与此同时，水域流失加速，流域内的水资源保护形势严峻。

1)配置核心层交换机H3C6608-1

[Sysname] irf member 1

[Sysname] interface ten-gigabitEthernet1/2/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/2/0/1] shutdown

2.1 2017年北京市孕产妇死亡情况描述 2017年(2016年10月-2017年9月)北京市共死亡孕产妇15例，孕产妇死亡率为5.68/10万。其中经产妇死亡人数9人，经产妇死亡率为7.94/10万。高龄经产孕产妇死亡7例，高龄经产孕产妇死亡率为15.38/10万。

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/2/0/1] quit

[Sysname] irf-port 2

[Sysname-irf-port2] port group interface ten-gigabitethernet1/2/0/1

[Sysname] interface ten-gigabitEthernet1/2/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/2/0/1] undo shutdown

[Sysname] irf priority 10

[Sysname] chassis convert mode irf

2)配置核心层交换机H3C6608-2

3.2.1 核心层交换机IRF0设备

石英脉及其蚀变岩带是矿区内钼矿形成的直接载体。在石英脉及其蚀变岩带与围岩的接触部位，存在有大量的呈细脉状和网脉状的微裂隙，这些均形成了良好的容矿空间和矿液通道，是本区重要的含矿构造地质体。

3)核心层IRF0配置BFD方式 MAD检测

# 创建VLAN3，并将H3C6608-1(成员编号为1)上的端口Ten-GigabitEthernet1/2/0/1和H3C6608-2(成员编号为2)上的端口Ten-GigabitEthernet2/2/0/1加入VLAN中。

[Sysname] vlan 3

综上，基于大学生实习支教的研究视角主要有：一是实习工作管理，教育教学管理，师范生专业素质发展；二是实习学生实践创新能力、心理问题、社会适应性、综合素质等；三是实习支教大学生思想政治教育模式、方法、路径等。研究中以实证性调研为主，基于本校本地的经验居多，缺乏普遍性规律的探讨和理论总结与提升。河西学院援疆实习支教与以上研究结论有重合之处，但也有自己鲜明的特点，总结十年的做法与经验，对做好大学生思想政治教育具有一定的借鉴意义。

4)核心交换机业务端口数量及背板带宽不足，不能满足新增服务器及业务系统接入需求。

[Sysname]quit

2)高可靠性。IRF减少了辅助协议的运行和协议报文的交互，采用跨设备聚合链路自动备份、分布式智能弹性路由等新技术，弥补了传统MSTP+VRRP组网架构环路问题和故障自愈速度慢等不足，避免了单点故障的发生。

[Sysname] interface Vlan-interface3

[Sysname-Vlan-interface3] mad bfd enable

[Sysname-Vlan-interface3] mad ip address 192.168.2.1 255.255.255.0 member 1

[Sysname-Vlan-interface3] mad ip address 192.168.2.2 255.255.255.0 member 2

3.2.2 汇聚层交换机IRF1配置

1) 配置汇聚层交换机H3C5830-1

“东西”最初用来表示方位，是因为一开始人类社会处于比较落后的状态，接触到的是自然界中最简单的事物，太阳从东边升起，在西边落下。后来社会发展一些了，人们开始计算了某个范围的距离，于是“东西”就用来表示一段距离。再后来社会再发展，出现了繁华的“东京”和“西京”，人们常去两个地方买货物。从语言的经济原则来看，人们在选取词语时都有求简心理，所以人们不说“去东京买”或“去西京买”，而说“买东”和“买西”，再后来直接说“买东西”，于是衍生出了“东西”新的义项，那就是“货物”。

[Sysname] irf domain 1

[Sysname] irf member 1

[Sysname] interface fortygige1/0/54

小头畸形2型(MIM#604317)主要由WDR62基因(NM_001083961)突变引起，属于常染色体隐性遗传的神经发育障碍性疾病。WDR62基因位于19号染色体长臂1区3带，包含32个外显子和31个内含子，编码1523个氨基酸的蛋白质，含有15个WD重复元件。WDR62基因突变已被公认是造成小头畸形的第二大主要因素，这类患者主要以头围减少、轻度至重度精神发育迟滞为特征，但有部分临床症状表现差异较大，如大脑皮质畸形、性格行为、皮肤问题等[1-3]。

[Sysname-FortyGigE1/0/54] shutdown

[Sysname] irf-port 2

[Sysname-irf-port2] port group interface fortygige1/0/54

[Sysname] interface fortygige1/0/54

[Sysname-FortyGigE1/0/54] undo shutdown

[Sysname] chassis convert mode irf

2)按照步骤 1)相同命令配置汇聚层交换机H3C5830-2的相关参数。

3)汇聚层IRF1配置LACP方式 MAD检测

IRF单元之间的分布式链路聚合的配置既实现了链路的互为备份，又增加了链路带宽，但同时要配置MAD检测功能防止IRF分裂造成影响。图4说明了本次虚拟化改造过程中IRF链路聚合的配置情况。核心层单元IRF0和汇聚层单元IRF1之间配置分布式聚合链路。假如IRF0中交换机H3C6608-1发生故障，导致Link1不可用，而Link2不受影响，仍能收发数据。

  

图4 虚拟化改造后IRF分布式链路聚合拓扑图

[Sysname] interface bridge-aggregation 2

[Sysname-Bridge-Aggregation2] link-aggregation mode dynamic

[Sysname-Bridge-Aggregation2] mad enable

[Sysname] interface gigabitEthernet1/0/48

[Sysname-GigabitEthernet1/0/48] port link-aggregation group 2

中美两国也许在意识形态及其他方面依然有不少分歧，对世界上许多事件的解读也不乏差异；但通过文化艺术交流，双方都可以体认到不同的个体同样值得对方尊重。何况源自民间的文化、艺术的交流、合作，从来就是不同民族之间缔结友谊的纽带。40多年前，中美建交时最先签署的三个重要文件当中就包括《中美文化交流协定》，确立了两国官方和民间文化往来的框架。此后，中美两国相继签署的六个文化交流执行计划保证了文化交流、合作沿着互惠互利、平等合作、健康、积极的方向发展。中美两国的文化艺术工作者作为文化使者，致力于推动中美人民友好交往的努力与贡献，已然硕果累累。

[Sysname] interface gigabitEthernet2/0/48

[Sysname-GigabitEthernet2/0/48] port link-aggregation group 2

4)核心层IRF0与汇聚层IRF1之间动态聚合接口配置

IRF0作为中间设备来转发处理LACP协议报文，协助H3C5830-1和H3C5830-2进行多 Active检测，由于本次改造后是两个IRF域，必须确保核心层交换机H3C6608 IRF域编号与H3C5830 IRF域编号不同，才能使IRF1与IRF0之间的分布式聚合链路生效。

# 在IRF0上创建一个动态聚合接口

[Sysname] interface bridge-aggregation 2

[Sysname-Bridge-Aggregation 2] link-aggregaton mode dynamic

[Sysname] interface gigabitethernet1/3/2/0

[Sysname-GigabitEthernet1/3/2/0] port link-aggregation group 2

[Sysname] interface gigabitethernet2/3/2/0

[Sysname-GigabitEthernet2/3/2/0] port link-aggregation group 2

3.3 服务器双网卡绑定

双网卡绑定(NIC Teaming)技术有助于保证服务器系统的高可用性。NIC组合实现同一台服务器上多个网卡之间的负载均衡和互为备份。对于外部网络而言，这台服务器只有一个可见的虚拟网卡且只有一个可以访问的IP地址，提高了服务器网卡到交换机端口的线路连接可靠性和带宽[6]。

在完成交换机IRF配置后，将原先连接在核心交换机上的DNS、Email、Oracle数据库、地震数据流等多台服务器移接到H3C5830 IRF单元业务端口上做双网卡绑定，既减轻了核心交换机的负担，又实现了带宽聚合、网络连接失效后线路自动切换等功能。线路连接示意图如图5所示：

4 应用IRF虚拟化后的技术优势

4.1 网络结构更加简化合理

通过对地震信息网络核心层和汇聚层的IRF改造，网络拓扑更加清晰简洁，IRF形成之后,维护人员通过主控设备统一管理IRF所有成员，同步升级，消除了各种无效路由(黑洞、环路、失效等)，减少了无用消息的传播，降低了设备的运行维护复杂度。

  

图5 服务器双网卡绑定示意图

4.2 网络更为安全可靠

网络改造后主备切换可靠迅速，延长了无故障运行时间。实现核心设备及线路冗余，减少协议收敛时间，消除单点故障带来的隐患，结合双网卡绑定技术避免核心业务中断。改造后核心网络正常运行率相对于以往稳步提升，根据《甘肃省地震信息网络系统2016年报》统计，2016全年甘肃省地震行业网骨干网运行率100%，第二信道运行率100%，台站节点总体运行率99.89%；WWW、DNS、EMAIL、地震数据库服务系统等信息服务年度平均运行率99.50%，整体运行情况良好。

4.3 网络部署扩展更为灵活

通过核心设备IRF虚拟化改造，简化了网络规划、设计、运行的复杂度，减少了设备维护数量，同时解决了核心交换机背板带宽及数据吞吐量不足的问题，以适应单位上层应用不断发展变化对信息网络的需求。可以根据单位业务发展的实际需要平滑扩充网络规模，灵活扩展跨机架、甚至跨区域的IRF系统，保护已有投资。

5 结束语

甘肃省地震信息网络系统在地震监测预警、科学研究、应急抢险、灾害评估等领域发挥着基础性、支撑性、引领性的作用。合理应用IRF虚拟化技术将地震信息核心网络设备进行改造，使网络架构更具弹性、可靠和简洁。虚拟化交换机投入运行以后在网络运行效率、安全性和可靠性、升级扩展等方面具有明显优势。在今后的信息网络规划建设领域，核心设备虚拟化、智能化、集约化将是重要发展方向。

参考文献：

[1] 吴永娟, 王振华, 黄小红. 数据中心的网络虚拟化方案研究[J]. 广西大学学报: 自然科学版, 2012, 37(6): 1193-1198.

[2] 黄石平, 谢健, 阚宏宇. IRF虚拟化技术在网络中的应用研究[J]. 实验技术与管理, 2014, 31(11): 124-126.

[3] 常俊, 李瑞华. CSS集群技术在地震核心网中的应用[J]. 震灾防御技术, 2015, 10(3): 664-672.

[4] 杭州华三通信技术有限公司. IRF2.0技术白皮书[EB/OL]. (2012-09-12) [2016-03-10]. http://www.h3c.com/cn/Products___Technology/Technology/ComwareV5/IRF/Other_technology/Technology_book/200812/624080_30003_0.htm

[5] 李佳辑, 次卓嘎, 土旦次仁, 等. 西藏自治区地震网络优化改造分析研究[J]. 山西地震, 2016(3): 21-23.

[6] 曹连刚, 由德凯, 关慧. Linux下双网卡绑定技术的实现[J]. 甘肃科技, 2008, 24(1): 43-44.