华为BGP路由理论知识详解(三)
首页 > HuaWei > 路由配置   作者:浙江思唯网络  2016年1月21日 12:28 星期四  字号:   评论:1 条
时间:2016-1-21 12:28   评论:1 条 

12BGP路由衰减

BGP应用于复杂的网络环境时,路由振荡十分频繁。为了防止频繁的路由振荡带来的不利影响,BGP使用路由衰减来抑制不稳定的路由。

路由振荡指路由表中添加一条路由后,该路由又被撤销的过程。当发生路由振荡时,设备就会向邻居发布路由更新,收到更新报文的设备需要重新计算路由并修改路由表。

所以频繁的路由振荡会消耗大量的带宽资源和CPU资源,严重时会影响到网络的正常工作。

      BGP衰减示意图.png

1 BGP衰减示意图

BGP路由衰减使用惩罚值(Penalty value)来衡量一条路由的稳定性,惩罚值越高说明路由越不稳定。

如上图1所示,路由每发生一次振荡,BGP便会给此路由增加1000的惩罚值,其余时间惩罚值会慢慢下降。当惩罚值超过抑制阈值(suppress value)时,此路由被抑制,不加入到路由表中,也不再向其他BGP对等体发布更新报文。

被抑制的路由每经过一段时间,惩罚值便会减少一半,这个时间称为半衰期(half-life)。当惩罚值降到再使用阈值(reuse value)时,此路由变为可用并被加入到路由表中,同时向其他BGP对等体发布更新报文。从路由被抑制到路由恢复可用的时间称为抑制时间(suppress time)。

路由衰减只对EBGP路由起作用,对IBGP路由不起作用。这是因为IBGP路由可能含有本AS的路由,而IGP网络要求AS内部路由表尽可能一致。如果路由衰减对IBGP路由起作用,那么当不同设备的衰减参数不一致时,将会导致路由表不一致。

 

13BGPBFD联动

BGP协议通过周期性的向对等体发送报文来实现邻居检测机制。但这种机制检测到故障所需时间比较长,超过1秒钟。

当数据的传输速度达到Gbit/s级别时,这种机制的检测时间将导致大量数据丢失,无法满足网络高可靠性的需求。

BGP与BFD(Bidirectional Forwarding Detection)联动可以利用BFD的毫秒级快速检测机制解决上述问题。


       BGP与BFD联动组网图.png

1 BGPBFD联动组网图

如上图1所示,RouterARouterB分别属于AS100AS200,两台路由器直接相连并建立EBGP连接,并配置BGPBFD联动。

RouterARouterB之间的链路发生故障时,BFD利用毫秒级检测机制感知到BFD会话状态由Up变为Down,并通知RouterARouterBRouterARouterB处理邻居Down事件,重新进行BGP选路。

 

14BGP Tracking

BGP Tracking可以为BGP提供快速的链路故障检测,加速BGP网络的收敛速度。当使能了BGP Tracking功能的BGP对等体之间的链路发生故障时,BGP Tracking将快速感知到达邻居的路由的不可达,并由路由管理模块通知到BGP,从而实现快速收敛。

BFD特性相比,BGP Tracking配置简单,只需在本地配置而不需要全网配置。但是由于BGP Tracking是路由层面的感知方式,而BFD是链路层面的感知方式,所以BGP Tracking收敛速度比BFD,不适用于对收敛时间要求较高的语音等业务。

BGP Tracking组网图.png

1 BGP Tracking组网图

如上图1所示,RouterARouterBRouterC之间建立了IGP连接,RouterARouterC之间建立了IBGP邻居,在RouterA上配置了BGP Tracking功能。

RouterARouterB之间的链路发生故障时,首先IGP进行快速收敛,然后BGP Tracking将感知到达RouterC的路由不可达,并通知RouterA上的BGP,最后RouterA中断与RouterC之间的BGP连接。

如果IBGP邻居的建立依赖于IGP路由,应配置从BGP Tracking发现邻居不可达到BGP中断连接的时间间隔,使该时间间隔大于IGP路由收敛时间。否则,在闪断导致的IGP路由震荡恢复之前,可能BGP邻居关系就已经中断了,这样将导致不必要的BGP收敛。

 

15BGP GR

BGP的平滑重启GRGraceful Restart)作为高可靠性的解决方案,其根本目的都是为了保证用户业务在设备故障的时候不受影响或者影响最小。

BGP GR技术保证了在设备重启或者主备倒换过程中转发层面能够继续指导数据的转发,同时控制层面邻居关系的重建以及路由计算等动作不会影响转发层面的功能,从而避免了路由震荡引发的业务中断,提高了整网的可靠性。

GR相关概念:

1GR Restarter

指由管理员触发或故障触发后,以GR方式重启的设备。

2GR Helper

GR Restarter的邻居,协助GR Restarter进行GR的设备。

3GR Time

GR Helper检测到GR Restarter重启或者主备倒换后,保持转发信息不删除的时间。

BGP GR的过程是:

1、利用BGP的能力协商机制,GR RestarterGR Helper了解彼此的GR能力,建立有GR能力的会话。

2、当GR Helper检查到GR Restarter重启或者主备倒换后,不删除和GR Restarter相关的路由和转发表项,也不通知其他邻居,而是等待重建BGP连接。

3GR RestarterGR Time超时前与重启前的所有GR Helper新建立好邻居关系。

 

16BGP按组打包

随着网络规模不断扩大引起路由表的快速增长,以及网络拓扑的复杂性导致BGP需要支持更多的邻居。特别是一些邻居数目多且路由量大的场景下,针对路由器需要给大量的BGP邻居发送路由,且大部分邻居具有相同出口策略的特点,要求较高的打包发包性能。

按组打包技术将所有拥有共同出口策略的BGP邻居当作是一个打包组。这样每条待发送路由只被打包一次然后发给组内的所有邻居,使打包效率指数级提升。

例如,一个反射器有100个客户机,有10万条路由需要反射。如果按照每个邻居分别打包的方式,反射器RR在向100个客户机发送路由的时候,所有路由被打包的总次数是10万×100。而按组打包技术将这个过程变为10万×1,性能相当于提升了100倍。

在邻居数目多、路由量大且大部分邻居具有相同出口策略的场景下,按组打包技术极大的提高了BGP打包发包性能。按组打包的典型应用场景主要有以下三种情况:

1、在国际关口局场景

国际关口局典型组网图.png


1 国际关口局典型组网图

如上图1所示,IGW Router会向所有相邻AS发送路由。如果IGW Router支持BGP按组打包功能,那么它的BGP的转发性能将得到较大的提升。

2、路由反射器场景

路由反射器典型组网图.png

2 路由反射器典型组网图

如上图2所示,RR会向所有Client发送路由。如果RR支持BGP按组打包功能,那么它的BGP的转发性能将得到较大的提升。

3ASBR场景

PE与多个IBGP邻居连接典型组网图.png

3 PE与多个IBGP邻居连接典型组网图

如上图3所示,作为ASBRRouterBEBGP邻居RouerA收来路由后,会向所有IBGP邻居发送。如果RouterB支持BGP按组打包功能,那么它的BGP的转发性能将得到较大的提升。

 

17MP-BGP

传统的BGP-4只能管理IPv4单播路由信息,对于使用其它网络层协议(如IPv6、组播等)的应用,在跨AS传播时就受到一定限制。

BGP多协议扩展MP-BGPMultiProtocol BGP)就是为了提供对多种网络层协议的支持,对BGP-4进行的扩展。

目前的MP-BGP标准是RFC4760,使用扩展属性和地址族来实现对IPv6、组播和VPN相关内容的支持,BGP协议原有的报文机制和路由机制并没有改变。

MP-BGPIPv6单播网络的支持特性称为BGP4+,对IPv4组播网络的支持特性称为MBGPMulticast BGP)。

MP-BGPIPv6单播网络和IPv4组播网络建立独立的拓扑结构,并将路由信息储存在独立的路由表中,保持单播IPv4网络、单播IPv6网络和组播网络之间路由信息相互隔离,也就实现了用单独的路由策略维护各自网络的路由。

BGP使用的报文中,与IPv4相关的三处信息都由Update报文携带,这三处信息分别是:NLRI字段、Next_Hop属性、Aggregator属性。

为实现对多种网络层协议的支持,BGP需要将网络层协议的信息反映到NLRINext_Hop。因此MP-BGP引入了两个新的可选非过渡路径属性:

1MP_REACH_NLRI

Multiprotocol Reachable NLRI,多协议可达NLRI。用于发布可达路由及下一跳信息。

2MP_UNREACH_NLRI

Multiprotocol Unreachable NLRI,多协议不可达NLRI。用于撤销不可达路由。

 

MP-BGP地址族

MP-BGP采用地址族(Address Family)来区分不同的网络层协议,目前支持的地址族视图包括:

1BGP-IPv4单播地址族视图

2BGP-IPv4组播地址族视图

3BGP-VPN实例IPv4地址族视图

4BGP-VPNv4地址族视图

5BGP-IPv6单播地址族视图

6BGP-VPN实例IPv6地址族视图

7BGP-VPNv6地址族视图

8BGP-L2VPN地址族视图

9BGP-L2VPN-AD地址族视图

10BGP-VPLS地址族视图




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