了解虚拟机箱阵列组件

脊叶式拓扑结构

VCF 使用脊叶式架构，其中结构中的每个设备都为主干设备或叶设备。

一个 VCF 最多可以有四个主干设备，以及最多二十个设备。每个主干设备与 VCF 中的每个叶设备至少有一个直接虚拟机箱端口 （VCP） 连接。

因此，进入叶设备的所有流量均可转发至任何直接连接的主干设备，并且始终在 VCF 中从任何其他叶设备（叶设备到叶设备）传输两个跃点，从源叶设备到主干设备再到目标叶设备。

有关 VCF 脊叶式架构的例图，请参阅 图 1 ：

图 1：VCF 脊叶式架构

信息流通过 VCF 进行转发，使用旨在避免拥塞的加权算法。通过 VCF 从一个叶设备传输到另一个叶设备的信息流将使用当时可用的最佳路径进行转发，因此，与主干设备的任何连接都可用于将流量从一个叶设备传输到另一个叶设备。

支持的 VCF 配置

VCF 可使用 QFX5100 交换机配置为主干设备，称为 QFX5100 VCF。从 Junos OS 17.3R1 版开始，VCF 也可使用 QFX5110-32Q 交换机配置为主干设备，称为 QFX5110 VCF。QFX5110 或 QFX5100 交换机作为主干成员支持以下 VCF 配置，如所示：

• 非混合 QFX5100 VCF 将 QFX5100 交换机作为主干成员，并且仅支持作为叶成员的 QFX5100 交换机。

• 混合 QFX5100 VCF 将 QFX5100 交换机作为主干成员，并支持 EX4300、QFX3500 和 QFX3600 交换机的任意组合，可能还有额外的 QFX5100 交换机作为叶成员。

  注意：

  VCF 不支持 EX4300 多千兆型号 （EX4300-48MP） 交换机。

• 非混合 QFX5110 VCF 或简单的 QFX5110 VCF 具有 QFX5110-32Q 交换机作为主干成员，仅支持 QFX5110 交换机或受支持的 QFX5100 交换机和 QFX5110 交换机作为枝叶成员的任意组合。（QFX5110 和 QFX5100 交换机在 VCF 中运行相同的软件映像，不需要在混合模式下运行。）

主干设备

主干设备：

• 必须是 QFX5100 VCF 中的 QFX5100 交换机，或 QFX5110 VCF 中的 QFX5110-32Q 交换机。

• 可配置为路由引擎或线卡角色。

  在 VCF 中，至少必须将两个主干设备配置为路由引擎角色。其余主干设备可配置为备用路由引擎设备或配置为线卡角色。

• 与每个叶设备有直接连接。

• 通常将路由器、防火墙或其他数据中心网络设备连接到 VCF。

VCF 应始终至少有两个活动主干设备与至少两个叶设备互连。一个 VCF 最多支持四个主干设备。

叶设备

叶设备：

• 可以是 QFX5100、QFX3500、QFX3600 或 QFX5100 VCF 中的 EX4300 交换机。

• 可是 QFX5110 或 QFX5110 VCF 中的 QFX5100 交换机。

• 与每个主干设备有直接连接。

• 通常以线卡角色工作。

  为实现弹性，如果您在主干设备路由引擎成员发生故障时没有其他主干设备或备份路由引擎角色，则可以将叶设备配置为路由引擎角色。

• 通常将端点设备（例如数据中心中的服务器或其他存储设备）连接到 VCF。

VCF 最多可以包含 20 台设备，最多可将四台设备配置为主干设备。不是 VCF 中主干设备的设备作为叶设备运行。

路由引擎角色

VCF 具有两个在路由引擎角色中运行的主干设备 — 一个主路由引擎和一个备份路由引擎。

充当主路由引擎的设备：

• 通常是主干设备。

• 管理成员设备。

• 运行机箱管理进程和控制协议。

• 表示 VCF 配置中互连的所有成员设备。（设置期间您为此设备分配的主机名和其他参数适用于 VCF 的所有成员。）

充当备份路由引擎的设备：

• 通常是主干设备。

• 保持在主要角色出现故障时可以接管主要角色的准备状态。

• 在协议状态、转发表等方面与主设备同步，以便在不可用主设备时保留路由信息并维护网络连接，而不会造成中断。

在 VCF 中，您通常至少将两个主干设备配置为路由引擎角色。您可以明确地将剩余的主干设备配置为线卡角色，或者未作为主路由引擎和备份路由引擎选择的任何设备都将自动以线卡角色工作（请参阅 主要路由引擎选择过程）。

以线卡角色操作的主干设备可以完成所有与主干相关的功能，且 VCF 内没有限制。

线卡角色

主干或叶设备可配置为 VCF 中的线卡角色。

在 VCF 中，您至少将两个主干设备配置为路由引擎角色。您可以明确地将剩余的主干设备配置为线卡角色，或者未作为主路由引擎和备份路由引擎选择的任何设备都将自动以线卡角色工作（请参阅 主要路由引擎选择过程）。如果主路由引擎或备份路由引擎发生故障，您未明确配置为线卡角色或明确配置为线卡角色的主干设备将永远不会担任主要角色。

以线卡角色操作的主干设备可以完成所有与主干相关的功能，且 VCF 内没有限制。

VCF 中的叶设备通常以线卡角色运行。

• 在自动准备的配置中，VCF 在将线卡连接到 VCF 时，将线卡角色分配给叶设备。

• 在预先准备的配置中，您必须在叶设备和您不想参与主要角色选择流程的任何主干设备上手动配置线卡角色（请参阅 主要路由引擎选择过程）。

• 在非预先准备的配置中，叶设备根据主角色选择算法分配线卡角色，该算法使用主角色优先级值设置 VCF 中每个设备的角色（以及其他标准除外）。

在 VCF 中扮演线卡角色的成员：

• 仅运行一个 Junos OS 子集。

• 检测已通过用作主路由引擎的设备对其进行配置的任何接口上的某些错误情况（如未插拔的电缆）。

主要路由引擎选择流程

VCF 中主路由引擎角色的设备通常是主干设备。

在预先准备或自动准备的 VCF 中，您至少将两个主干设备配置为路由引擎角色。在主要角色选择过程中，供电时间最长的主干设备承担主要路由引擎角色：供电时间第二长的主干设备承担备份路由引擎角色。

在非预先准备的 VCF 中，将使用以下算法选择主路由引擎和备份路由引擎：

1. 选择具有用户配置的主角色优先级最高的主干设备（255 是最高可能值）作为主路由引擎，选择具有第二高主角色优先级值作为备份路由引擎的主干设备。

   主干角色优先级为 0 的主干设备将始终担任线卡角色。

2. 选择上次启动 VCF 时主干设备。

3. 选择在 VCF 配置中包含的时间最长的主干设备。

4. 选择 MAC 地址最低的主干设备。

在 QFX5100 VCF、QFX3500、QFX3600 和 EX4300 设备中，决不承担主路由引擎或备份路由引擎角色。

在 QFX5110 VCF 中，主干设备应该是 QFX5110-32Q 交换机，因此这些设备始终是主设备或备份路由引擎角色的交换机。

强烈建议您配置 VCF 中主干设备的主角色优先级，以确保使用非预先准备的配置配置配置时，正确的设备承担其预期角色。

虚拟机箱端口 （VCP）

虚拟机箱端口 （VCP） 用于将叶设备与主干设备互连。VCF 中的所有控制和数据流量均通过 VCP 传输。

您可以将以下端口配置为 VCF 中的 VCP，以互连支持所指示端口类型和速度的交换机型号：

• QFX5100 VCF 或 QFX5110 VCF 中的 10-Gbps SFP+ 端口

• QFX5100 VCF 或 QFX5110 VCF 中的 40-Gbps QSFP+ 端口

• QFX5110 VCF 中的 100-Gbps 或 40-Gbps QSFP28 端口

您可手动配置 VCP 端口，或者在某些条件下将新设备添加到自动准备或预先准备的 VCF 中时，上述所有端口也可自动转换为 VCP。下一节将更详细地讨论 VCP 自动转换。

自动虚拟机箱端口 （VCP） 转换

可成为 VCP 的端口将在以下时间自动转换为 VCP：

• VCP 链路两端的接口上启用了链路层发现协议 （LLDP）。默认情况下，LLDP 已启用。

• 要添加至 VCF 的设备配置为结构模式。

• 其中一台设备已是自动准备或预先准备的 VCF 的一部分。

• 链路两端端口的接口尚未配置为 VCP。

  对于具有以下任何规格的接口，必须使用 request virtual-chassis vc-port delete 命令将接口更改为网络接口，使其有资格自动转换 VCP：

  • EX4300 交换机上的 40-Gbps QSFP+ 端口，默认配置为 VCP。

  • VCF 中尚未重新配置 VCP 的任何接口。如果设备从 VCF 中卸下，则与已卸下的设备互连的接口将继续配置为 VCP，直至将其重新配置为网络端口。

  • 使用 request virtual-chassis vc-port set 命令配置到 VCP 的任何接口。

自动 VCP 转换不适用于非预先准备的 VCF。

当从 VCF 中卸下设备时，自动 VCP 转换不会自动将 VCP 接口转换为网络接口。如果自动 VCP 转换已将接口转换为 VCP（在 VCP 链路两侧），并且您希望接口用作网络接口，则必须使用 request virtual-chassis vc-port delete 命令手动删除 VCP 设置。

VCF 配置选项

您可以使用自动准备、预先准备或非预先准备的配置来配置 VCF。

自动准备配置允许您在完成最少的初始配置过程后 ，将 叶设备插入 VCF 中。

在预先准备的配置中，通过将每个设备的序列号与成员 ID 和角色关联，确定性地控制 VCF 中的设备。

可以进行非预先准备的配置，但大多数 VCF 安装不建议。非预先准备的配置是一种高度手动的过程，只能由专家用户执行。

有关 VCF 配置选项的附加信息，请参阅 了解虚拟机箱阵列配置 。

交换矩阵模式

设备必须在结构模式下配置，才能作为 VCF 的成员正确参与。作为最佳做法，您应先将设备配置为结构模式，然后再将其互连到 VCF 中。

默认情况下，设备未处于结构模式。不属于 VCF 的虚拟机箱或独立设备中的设备决不能配置为结构模式。

在自动准备或预先准备的 VCF 配置中，您可以先手动将主干设备配置为结构模式，然后将其互连到 VCF 中。或者，在自动 VCP 转换过程中，已实现零化或出厂默认配置的主干设备在互连到 VCF 时会 自动 配置为结构模式。在任一情况下，将设备配置为结构模式的过程都需要设备重新启动，作为主干设备加入 VCF 的最后一步。如果自动配置为结构模式，VCF 将自动重新启动设备;如果手动配置为结构模式，则必须手动重新启动设备。

在自动准备或预先准备的 VCF 中，在添加已实现零化或具有出厂默认配置的叶设备时，VCF 会自动设置结构模式，并在将其互连到 VCF 中时，在自动 VCP 转换过程中重新启动叶设备。通过将设备设置为结构模式，并在将其互连到 VCF 中之前重新启动叶设备，您可以避免自动重新启动之后的停机。

混合模式

混合 VCF 是一种 VCF，包含两种或更多类型的成员交换机，这些交换机由支持的组合运行不同的软件映像。在混合 VCF 中，您必须将 VCF 中的所有设备配置为混合模式，并且交换机在更改模式后必须重新启动才能生效。

VCF 可以基于 QFX5110 或 QFX5100 交换机作为主干成员，但当 VCF 包含 QFX5100 主干成员，并且还包括 EX4300、QFX3500、QFX3600 或 QFX5100 交换机作为枝叶成员时，只有 QFX5100 VCF 可以是混合 VCF。QFX5110 VCF 必须具有 QFX5110-32Q 主干成员，并且可以将 QFX5100 和 QFX5110 交换机作为叶成员任意组合，始终被视为非混合 VCF;两种类型的交换机在互连到 VCF 时都运行相同的软件映像，您无需将成员配置为混合模式。请参阅 了解混合 EX 系列和 QFX 系列虚拟机箱， 了解可组合到混合 VCF 中的交换机的详细信息。

最优 QFX5110 VCF 拓扑仅使用 QFX5110 交换机，最优 QFX5100 VCF 拓扑仅使用与 QFX5100 交换机无关的混合 QFX5100。在这些拓扑中，完全由基本 VCF 设备组成的 VCF 以最高可扩展性支持最广泛的功能，同时支持数量最多的高速接口。

默认情况下，设备不会配置为混合模式。不属于虚拟机箱或带其他设备的 VCF 的设备绝不应配置为混合模式。

虚拟管理以太网接口

VCF 配置可使用称为虚拟管理以太网 （VME） 接口的全局管理接口进行远程管理。VME 接口是一个逻辑接口，表示成员设备上的所有带外管理端口。使用 VME 接口的 IP 地址连接到 VCF 时，连接始终重定向到充当主路由引擎角色的设备。

应始终使用 VME 接口来配置 VCF。VME 接口未绑定到设备，因此即使主路由引擎发生变化，也始终可用于登录 VCF。

我们强烈建议将作为路由引擎的所有设备上的管理端口布线到网络，以确保无论哪台设备担任主路由引擎角色，都始终通过 VME 接口直接连接到主路由引擎。叶设备上的管理端口也可由 VME 接口用于访问 VCF，因此您还可以根据需要将叶设备管理端口电缆连接到网络。

虚拟机箱结构端口链路聚合组包

通过将两台设备之间的多个同速链路配置为 VCP，您可以增加在两台设备之间配置为 VCP 的链路上的带宽。例如，如果配置了两个在 VCF 中将相同设备连接到 VCP 的 40-Gbps QSFP+ 链路，则两个 VCP 链路形成一个 LAG 捆绑包，其中包含两个成员链路和 80-Gbps 的总可用带宽。

VCP LAG 捆绑包提供的带宽比单个 VCP 链路所能提供的带宽还多。VCP LAG 捆绑包还可通过在捆绑包内的链路中分担负载共享流量来提高性能，并提供冗余，因为当一个 VCP 链路出现故障时，流量可通过 VCP LAG 束中的另一个成员链路进行转发。

当在两台设备之间配置同速 VCP 链路时，将自动进行 VCP LAG 捆绑。无需用户配置。VCP LAG 捆绑仅适用于同速 VCP 链路，因此，例如，10-Gbps 和 40-Gbps 链路不能在同一个 VCP LAG 捆绑包中。

虚拟机箱阵列许可证要求

配置 VCF 需要一个功能许可证。VCF 功能许可证是一个独立的功能许可证;必须购买的增强型功能许可证 （EFL） 或高级功能许可证 （AFL），才能启用某些瞻博网络交换机上的某些功能，但是不能为启用 VCF 而购买。

对于 VCF 部署，建议使用两个许可证密钥来实现冗余 — 一个用于主路由引擎角色的设备，另一个用于担任备份路由引擎角色的设备。

在虚拟机箱阵列上配置高级功能还需要功能许可证。对于虚拟机箱阵列部署，建议使用两个许可证密钥来实现冗余 — 一个用于主路由引擎角色的设备，另一个用于处于备份路由引擎角色的设备。请参阅 QFX 系列上需要许可证的软件功能。

要为 VCF 购买功能许可证，请联系瞻博网络销售代表 （https://www.juniper.net/us/en/contact-us/sales-offices）。瞻博网络销售代表将为您提供功能许可证文件和许可证密钥。您将被要求提供交换机的机箱序列号;您可以通过运行 show virtual-chassis 命令来获取序列号。

虚拟机箱阵列的硬件要求

VCF 最多可以包含四个配置为主干的设备和最多二十个设备。VCF 应包含至少四个成员 — 两个主干设备和至少两个在脊叶式拓扑中互连的叶设备。

混合 QFX5100 VCF 中的主干设备必须是 QFX5100 交换机，QFX5100、QFX3600、QFX3500 或 EX4300 交换机作为叶设备的任意组合。

QFX5110 VCF 中的主干设备必须是 QFX5110-32Q 交换机。QFX5110 VCF 中的叶设备可以是受支持的 QFX5100 交换机和 QFX5110 交换机的任意组合。

QFX5110 VCF 中支持以下 QFX5110 交换机作为叶设备：

• QFX5110-32Q

• QFX5110-48S

QFX5110 VCF 中支持以下 QFX5100 交换机作为叶设备：

• QFX5100-24Q

• QFX5100-48S

• QFX5100-48T

  从 Junos OS 17.3R2 版开始，QFX5100-48T 交换机可包含在 QFX5110 VCF 中。

• QFX5100-96S

虚拟机箱阵列中的软件要求

VCF 中的所有设备都必须运行支持 VCF 的相同版本的 Junos OS 软件。

VCF 中的设备必须将软件版本用于独立交换机。

仅使用 QFX5100 成员交换机的非混合 QFX5100 VCF 上支持 Flex 软件包。不能使用混合 VCF 中的 Flex 软件包。Flex 软件包是从软件中心下载文件名时在文件名中包含“jinstall-qfx-5-flex”文本的软件。

只能使用运行相同 Junos OS 映像的 QFX5110 和 QFX5100 交换机来设置 QFX5110 VCF。当从软件中心下载 Junos OS 软件包时，这些映像必须是软件包文件名中包含“-qfx-5e-”的映像。

对于任何 VCF，我们建议将设备更新为 VCF 上运行的 Junos OS 版本，然后再将其互连到 VCF 中。有关 VCF 软件升级的更多信息，请参阅 了解虚拟机箱阵列中的软件升级。