Was ist IRB?

Integrated Routing and Bridging (IRB) ist ein Schnittstellentyp, bei dem eine Layer-3-Schnittstelle einer Layer-2-Bridge-Domäne zugeordnet wird, sodass ein Gerät den Datenverkehr innerhalb der Domäne sowohl weiterleiten als auch in die Domäne hinein und aus ihr heraus routen kann. Andere Anbieter bezeichnen dasselbe Konzept als „Switched Virtual Interface“ (SVI); die Schnittstelle fungiert dabei als Gateway der Domäne.

Die wichtigsten Erkenntnisse

• IRB bindet eine Layer-3-Schnittstelle als Gateway an eine Layer-2-Bridge-Domäne.
• Andere Anbieter bezeichnen dasselbe Konstrukt als „Switched Virtual Interface“ (SVI).
• Ein Switch leitet einen Frame je nach seiner Ziel-MAC-Adresse weiter oder leitet ihn um.
• Verteilte IRB-Routen an jedem Randknoten; zentralisierte IRB-Routen an einem einzigen Knoten.
• Auf VOS unterstützen IRB-Schnittstellen DHCP, VRRP und weitere Layer-3-Einstellungen.

Auf dieser Seite: Warum das wichtig ist · So funktioniert es · Arten · IRB & Versa · Häufig gestellte Fragen

Warum ist die IRB wichtig?

Ohne IRB sind Switching und Routing getrennte Aufgaben auf separaten Geräten: Ein Layer-2-Switch leitet Frames innerhalb eines VLANs weiter, und ein Router – der häufig über einen Trunk in einem „Router-on-a-Stick“-Design erreicht wird – übernimmt alles, was das VLAN verlassen muss. Dieser zusätzliche Hop verursacht Latenz und bedeutet ein weiteres Gerät, das pro VLAN verwaltet werden muss.

IRB fasst beide Aufgaben in einer einzigen Schnittstelle auf einem Gerät zusammen: Ein Gerät kann den Datenverkehr innerhalb einer Bridge-Domäne umleiten und ihn in eine andere Domäne, über eine WAN-Verbindung oder ins Internet weiterleiten, ohne dass Pakete zu einem dedizierten Router zurückgeleitet werden müssen. Dies ist vor allem in modernen Netzwerken von Bedeutung: EVPN-VXLAN-Implementierungen nutzen IRB, sodass jedes Edge-Gerät lokal zwischen VXLAN-Segmenten routen kann, anstatt über ein zentrales Gateway umgeleitet zu werden, wodurch die Latenz auch bei großem Maßstab gering bleibt.

Was ist IRB?

Eine IRB-Schnittstelle verknüpft eine Layer-3-Schnittstelle mit IP-Adresse mit einer Layer-2-Bridge-Domäne. Ein virtueller Switch entscheidet, ob ein eingehender Frame geroutet oder gebrückt wird, indem er dessen Ziel-MAC-Adresse mit den MAC-Adressen seiner IRB-Schnittstellen abgleicht: Bei einer Übereinstimmung wird der Frame als Layer-3-Verkehr über diese IRB geroutet; bei keiner Übereinstimmung wird er allein anhand der Ziel-MAC-Adresse gebrückt. Andere Switches lernen die MAC-Adresse einer IRB auf herkömmliche Weise kennen, nämlich über eine ARP-Anfrage für deren IP-Adresse.

Der Betriebsstatus einer IRB-Schnittstelle richtet sich nach ihrer Bridge-Domäne: Sie ist aktiv, sobald mindestens eine Layer-2-Schnittstelle in dieser Domäne aktiv ist, und inaktiv nur dann, wenn alle aktiv sind. Ansonsten verhält sie sich wie jede andere Layer-3-Schnittstelle und unterstützt IP-Adressen, DHCP, VRRP sowie statisches oder dynamisches Routing.

Arten des IRB-Einsatzes

Wie das IRB-Routing über eine Fabric verteilt ist, hängt vom jeweiligen Design ab. Beim verteilten (lokalen) IRB wird auf jedem Edge-Gerät, das eine IRB-Schnittstelle benötigt, eine solche eingerichtet, sodass jeder Knoten seine eigenen angeschlossenen Bridge-Domänen weiterleitet – das Modell, das die meisten EVPN-VXLAN-Fabrics verwenden, da es ein „Hairpinning“ des Datenverkehrs zu einem zentralen Gateway vermeidet. Beim zentralisierten IRB wird das IRB auf einem einzigen Knoten konfiguriert – häufig einem Provider-Edge- oder Hub-Gerät –, während alle anderen Knoten lediglich als Brücken fungieren und den gerouteten Datenverkehr zu diesem einen Knoten weiterleiten, was den Konfigurationsaufwand verringert.

EVPN unterteilt das verteilte Modell in zwei Weiterleitungsmuster, die in RFC 9135 definiert sind: asymmetrisches IRB, bei dem der Eingangs-Knoten sowohl die Routen- als auch die Brücken-Suche durchführt, und symmetrisches IRB, bei dem Eingangs- und Ausgangs-Knoten jeweils die Hälfte der Arbeit über eine gemeinsame Layer-3-Domäne übernehmen.

IRB & Versa

Auf einem Gerät mit dem Betriebssystem „ Versa “ (VOS) fügen Sie eine IRB-Schnittstelle direkt in der Schnittstellentabelle hinzu – nummeriert von 1 bis 255, mit einer Subschnittstelle, die wie eine Ethernet-Subschnittstelle konfiguriert ist, mit der Ausnahme, dass VLAN-ID, innere VLAN-ID, Bridge-Modus und Standby nicht eingestellt werden können – gemäß „Configure Layer 2 Forwarding“. Jede Bridge-Domäne in einem virtuellen Switch benennt eine IRB als ihre Routing-Schnittstelle, und VOS unterstützt sowohl zentralisierte als auch verteilte IRBs, wobei lokale und VRRP-MAC-Adressen über BGP-EVPN bekannt gegeben werden.

Für SD-LAN- und „ Titan “-Standorte verwaltet „LAN-Verbindungen konfigurieren“ die IRB stattdessen über ein LAN-Profil – eine IRB-Einheit mit einer Nummer von 0 bis 127, die über eine eigene IP-Adresse und einen eigenen DHCP-Relay verfügt – und „Grundlegende Funktionen konfigurieren“ zeigt dieselbe Konfiguration in den geführten Workflow-Vorlagen von Director an, in denen eine IRB zu einem virtuellen WAN- oder LAN-Port hinzugefügt wird.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen IRB und einer Switched Virtual Interface (SVI)?

Es handelt sich um dasselbe Konzept unter verschiedenen Herstellernamen. Versa und von Juniper abgeleitete Plattformen bezeichnen es als IRB; Cisco nennt das entsprechende Konstrukt SVI. Bei beiden wird eine Layer-3-Schnittstelle mit IP-Adresse einer Bridge-Domäne oder einem VLAN zugeordnet, damit das Gerät Datenverkehr in diese Domäne hinein und aus ihr heraus leiten kann.

Wie entscheidet ein Gerät, ob ein eingehender Frame weitergeleitet oder überbrückt werden soll?

Es vergleicht die Ziel-MAC-Adresse des Frames mit den MAC-Adressen seiner konfigurierten IRB-Schnittstellen. Bei einer Übereinstimmung wird der Frame als Layer-3-Verkehr weitergeleitet, wobei diese IRB als Eingangs-Schnittstelle verwendet wird; bei keiner Übereinstimmung wird er allein anhand der Ziel-MAC-Adresse überbrückt.

Was ist der Unterschied zwischen einem dezentralen IRB und einem zentralen IRB?

Beim verteilten IRB wird auf jedem Edge-Knoten eine IRB-Schnittstelle konfiguriert, sodass jeder Knoten die an ihn angeschlossenen Bridge-Domänen lokal weiterleitet. Beim zentralisierten IRB wird das IRB nur auf einem einzigen Knoten konfiguriert, und alle anderen Knoten leiten den Datenverkehr zur Weiterleitung dorthin weiter – das ist einfacher, führt aber bei großem Maßstab zu einem Engpass.

Wann ist eine IRB-Schnittstelle betriebsbereit?

Eine IRB-Schnittstelle ist aktiv, solange mindestens eine Layer-2-Schnittstelle in ihrer Bridge-Domäne aktiv ist. Sie wird erst deaktiviert, wenn alle mit dieser Bridge-Domäne verbundenen Layer-2-Schnittstellen inaktiv sind, da die IRB dann nichts mehr zu routen oder zu überbrücken hat.

Kann ich DHCP und VRRP auf einer IRB-Schnittstelle konfigurieren?

Ja. Eine IRB-Schnittstelle ist nach wie vor eine Layer-3-Schnittstelle und unterstützt daher neben ihrer Zuordnung zu einer Bridge-Domäne dieselben Einstellungen wie jede andere geroutete Schnittstelle – einen DHCP-Server oder ein DHCP-Relay, VRRP für Gateway-Redundanz sowie statisches oder dynamisches Routing.

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