城域网协议城域网路由选择协议部署方案的优化

城域网协议城域网路由选择协议部署方案的优化 摘要：以地市级城域网为模型，就目前城域网应用广泛的内部网关路由选择协议OSPF、外部网关路由选择协议BGP配合部署进行了解读，分析路由选择协议的RFC文档后提出此部署方式存在的弊端，并提供了一个新的OSPF+BGP部署的解决方案，通过对比，分析了这种解决方案的优势。 关键词：城域网；OSPF；BGP；RFC ：TP393：A：1009-3044(xx)17-4105-05 目前城域网所广泛使用的内部网关路由选择协议为OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)，用来承载城域网内部的路由；使用外部网关路由选择协议为BGP(Border Gateway Protocol边界网关协议)，用在与省网交互路由。正确部署OSPF与BGP至城域网后，可保证城域网的正常运行。下面将分别介绍两种OSPF+BGP的部署方式。 1全网运行OSPF、出口运行BGP路由选择协议的部署方式 1.1路由发布方式及流量流程 建立城域网模型如图1所示，下图为典型城域网模型。省网A、省网B隶属省网，接入各地级城域网核心。 CR1、CR2为市城域网核心设备，为市级城域网出口。BR1、BR2、BR3、BR4为市城域网汇聚设备，汇聚业务控制层设备。SR1、Bras1、SR2、Bras2为市城域网业务控制设备。各设备之间链路以下简写为L(设备1设备2)，如表示CR1至BR1的链路，则写为L（CR1BR1）；表示流量通道也简写为L（设备1设备2设备3），如表示SR1-BR1-CR1的路径，则写为L（SR1BR1CR1）。 省网A、省网B，运行BGP协议，二者之间通过静态路由在环回地址上建立IBGP邻居关系，并通过静态路由在环回地址上分别与城域网核心CR1、CR2建立EBGP邻居关系。城域网核心CR1、CR2运行BGP、OSPF协议，CR1与CR2建立IBGP邻居关系、OSPF邻居关系，CR1分别与城域网汇聚BR1、BR2建立OSPF邻居关系，CR2分别与城域网汇聚BR3、BR4建立OSPF邻居关系。BR1、BR2、BR3、BR4运行OSPF协议，相互之间两两建立OSPF邻居关系。业务控制SR1、Bras1、SR2、Bras2运行OSPF协议分别与上联城域网汇聚BR建立OSPF邻居关系。 图1典型城域网构成拓扑 路由宣告时，省网A、省网B分别通过EBGP向CR1、CR2宣告省网内部路由及默认路由。CR1、CR2通过EBGP向省网A、省网B宣告所在城域网内路由。CR1、CR2分别通过OSPF向BR1、BR2、BR3、BR4强制下发默认路由。BR1、BR2、BR3、BR4分别通过OSPF向CR1、CR2宣告各自路由。BR1、BR2、BR3、BR4分别通过OSPF向所接SR、Bras下发城域网OSPF路由及默认路由。SR、Bras分别通过OSPF向BR宣告所带网段。 此时，城域网已经可以正常工作。以用户由SR1接入为例，说明流量出流向。流量出城域网方向，SR1的路由表内会有两条默认路由通往BR1、BR4，此时流量流入BR1、BR4。通过OSPF的负载分担算法，L（SR1BR1）和L（SR1BR4）流量各占50%。BR1、BR4检查路由表，其默认路由是由CR1、CR2强制下发，流量会分别传递给CR1、CR2。CR1、CR2的默认路由是由省网A、省网B通过EB? GP下发，流量最终会通过链路L（CR1省网A）、L（CR2省网B）至省网，并各自分担50%流量。由于目的地址不确定性导致回程流量的不确定性，可能从省网A回程、或从省网B回程，或为负载分担省网A、省网B两个方向均有流量。现分开考虑，如从省网A回程，省网A将会将流量发送至CR1，CR1通过OSPF学习到路由将流量发送至BR1，同理BR1发送流量至SR1；从省网B回程，省网B将流量送至CR2，CR2将流量发送至BR4，BR4发送流量至SR1。 以上说明了全网运行OSPF、出口运行BGP路由选择协议的部署情况，及正常情况下流量的出入城域网是如何进行的。正常情况下，此部署方式无任何问题，即可满足城域网流量需要，又保证了链路冗余备份。但深入分析后，会发现此种部署方式有一定弊端。 1.2 OSPF的30分钟刷新LSA的特性过多消耗网络资源 根据“OSPF Version 2”，RFC23281的规定，为确保数据库的准确性，OSPF每隔30分钟对路由器始发的每条LSA记录扩散（刷新）一次，并将它的序号增加1，老化时间设置为0。这种间隔被称为LSA的刷新时间（LSA Refresh Time）。其他的OSPF路由器一旦收到这个新的拷贝，就会用这个新的拷贝替换该条LSA通告原来的拷贝，并使这个新的拷贝的老化时间开始增加。根据这个原则，无论网络拓扑是否改变，LSA的生存期30分钟必须被重新扩散一次，此特性在保证域内OSPF数据库一致的情况下也消耗了过多的网络资源2。 1.3单上行链路、出口互联链路故障时产生流量黑洞 1.3.1当CR1、CR2配置为OSPF强制下发默认路由情况 当L（省网ACR1）和L（CR1CR2）同时出现故障时，以用户在SR1上接入访问省外目的的出流量为例。此时，由于配置CR1为强制下发默认路由，CR1上行中断后仍旧下发默认路由给BR1，CR2也下发默认路由给BR4。BR1、BR4将转发默认路由给SR1，SR1根据默认路由引导流量送入BR1、BR4。流量给BR4后可以正常通过CR2转发至省网B。但是流量由SR1送给BR1后将出现问题。BR1会根据收到的CR1强制下发的默认路由，将流量送给CR1，正常情况下流量应由CR1上送给省网A，但由于链路中断CR1上没有省网A下发给其的BGP的默认路由。此时，CR1会检查路由表，CR1发现：由于CR1与CR2建立着IBGP邻居关系，而IBGP邻居关系可通过OSPF协议保持建立状态，所以CR2收到的EBGP默认路由会以IBGP默认路由的方式转发给CR1。CR1通过此条IBGP的默认路由，将流量转发给CR2。但由于CR1、CR2之间链路也为故障状态，流