摘要：以地市級城域網(wǎng)為模型，就目前城域網(wǎng)應(yīng)用廣泛的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議OSPF、外部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議BGP配合部署進行了解讀，分析路由選擇協(xié)議的RFC文檔后提出此部署方式存在的弊端，并提供了一個新的OSPF+BGP部署的解決方案，通過對比，分析了這種解決方案的優(yōu)勢。
　　關(guān)鍵詞：城域網(wǎng)；OSPF；BGP；RFC
　　中圖分類號：TP393文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)17-4105-05
　　目前城域網(wǎng)所廣泛使用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議為OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優(yōu)先)，用來承載城域網(wǎng)內(nèi)部的路由；使用外部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議為BGP(Border Gateway Protocol邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)，用在與省網(wǎng)交互路由。正確部署OSPF與BGP至城域網(wǎng)后，可保證城域網(wǎng)的正常運行。下面將分別介紹兩種OSPF+BGP的部署方式。
　　1全網(wǎng)運行OSPF、出口運行BGP路由選擇協(xié)議的部署方式
　　1.1路由發(fā)布方式及流量流程
　　建立城域網(wǎng)模型如圖1所示，下圖為典型城域網(wǎng)模型。省網(wǎng)A、省網(wǎng)B隸屬省網(wǎng)，接入各地級城域網(wǎng)核心。
　　CR1、CR2為市城域網(wǎng)核心設(shè)備，為市級城域網(wǎng)出口。BR1、BR2、BR3、BR4為市城域網(wǎng)匯聚設(shè)備，匯聚業(yè)務(wù)控制層設(shè)備。SR1、Bras1、SR2、Bras2為市城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制設(shè)備。各設(shè)備之間鏈路以下簡寫為L(設(shè)備1設(shè)備2)，如表示CR1至BR1的鏈路，則寫為L（CR1BR1）；表示流量通道也簡寫為L（設(shè)備1設(shè)備2設(shè)備3），如表示SR1-BR1-CR1的路徑，則寫為L（SR1BR1CR1）。
　　省網(wǎng)A、省網(wǎng)B，運行BGP協(xié)議，二者之間通過靜態(tài)路由在環(huán)回地址上建立IBGP鄰居關(guān)系，并通過靜態(tài)路由在環(huán)回地址上分別與城域網(wǎng)核心CR1、CR2建立EBGP鄰居關(guān)系。城域網(wǎng)核心CR1、CR2運行BGP、OSPF協(xié)議，CR1與CR2建立IBGP鄰居關(guān)系、OSPF鄰居關(guān)系，CR1分別與城域網(wǎng)匯聚BR1、BR2建立OSPF鄰居關(guān)系，CR2分別與城域網(wǎng)匯聚BR3、BR4建立OSPF鄰居關(guān)系。BR1、BR2、BR3、BR4運行OSPF協(xié)議，相互之間兩兩建立OSPF鄰居關(guān)系。業(yè)務(wù)控制SR1、Bras1、SR2、Bras2運行OSPF協(xié)議分別與上聯(lián)城域網(wǎng)匯聚BR建立OSPF鄰居關(guān)系。
　　圖1典型城域網(wǎng)構(gòu)成拓撲
　　路由宣告時，省網(wǎng)A、省網(wǎng)B分別通過EBGP向CR1、CR2宣告省網(wǎng)內(nèi)部路由及默認(rèn)路由。CR1、CR2通過EBGP向省網(wǎng)A、省網(wǎng)B宣告所在城域網(wǎng)內(nèi)路由。CR1、CR2分別通過OSPF向BR1、BR2、BR3、BR4強制下發(fā)默認(rèn)路由。BR1、BR2、BR3、BR4分別通過OSPF向CR1、CR2宣告各自路由。BR1、BR2、BR3、BR4分別通過OSPF向所接SR、Bras下發(fā)城域網(wǎng)OSPF路由及默認(rèn)路由。SR、Bras分別通過OSPF向BR宣告所帶網(wǎng)段。
　　此時，城域網(wǎng)已經(jīng)可以正常工作。以用戶由SR1接入為例，說明流量出流向。流量出城域網(wǎng)方向，SR1的路由表內(nèi)會有兩條默認(rèn)路由通往BR1、BR4，此時流量流入BR1、BR4。通過OSPF的負載分擔(dān)算法，L（SR1BR1）和L（SR1BR4）流量各占50%。BR1、BR4檢查路由表，其默認(rèn)路由是由CR1、CR2強制下發(fā)，流量會分別傳遞給CR1、CR2。CR1、CR2的默認(rèn)路由是由省網(wǎng)A、省網(wǎng)B通過EB? GP下發(fā)，流量最終會通過鏈路L（CR1省網(wǎng)A）、L（CR2省網(wǎng)B）至省網(wǎng)，并各自分擔(dān)50%流量。由于目的地址不確定性導(dǎo)致回程流量的不確定性，可能從省網(wǎng)A回程、或從省網(wǎng)B回程，或為負載分擔(dān)省網(wǎng)A、省網(wǎng)B兩個方向均有流量?，F(xiàn)分開考慮，如從省網(wǎng)A回程，省網(wǎng)A將會將流量發(fā)送至CR1，CR1通過OSPF學(xué)習(xí)到路由將流量發(fā)送至BR1，同理BR1發(fā)送流量至SR1；從省網(wǎng)B回程，省網(wǎng)B將流量送至CR2，CR2將流量發(fā)送至BR4，BR4發(fā)送流量至SR1。
　　以上說明了全網(wǎng)運行OSPF、出口運行BGP路由選擇協(xié)議的部署情況，及正常情況下流量的出入城域網(wǎng)是如何進行的。正常情況下，此部署方式無任何問題，即可滿足城域網(wǎng)流量需要，又保證了鏈路冗余備份。但深入分析后，會發(fā)現(xiàn)此種部署方式有一定弊端。
　　1.2 OSPF的30分鐘刷新LSA的特性過多消耗網(wǎng)絡(luò)資源
　　根據(jù)“OSPF Version 2”，RFC2328[1]的規(guī)定，為確保數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確性，OSPF每隔30分鐘對路由器始發(fā)的每條LSA記錄擴散（刷新）一次，并將它的序號增加1，老化時間設(shè)置為0。這種間隔被稱為LSA的刷新時間（LSA Refresh Time）。其他的OSPF路由器一旦收到這個新的拷貝，就會用這個新的拷貝替換該條LSA通告原來的拷貝，并使這個新的拷貝的老化時間開始增加。根據(jù)這個原則，無論網(wǎng)絡(luò)拓撲是否改變，LSA的生存期30分鐘必須被重新擴散一次，此特性在保證域內(nèi)OSPF數(shù)據(jù)庫一致的情況下也消耗了過多的網(wǎng)絡(luò)資源[2]。
　　1.3單上行鏈路、出口互聯(lián)鏈路故障時產(chǎn)生流量黑洞
　　1.3.1當(dāng)CR1、CR2配置為OSPF強制下發(fā)默認(rèn)路由情況
　　當(dāng)L（省網(wǎng)ACR1）和L（CR1CR2）同時出現(xiàn)故障時，以用戶在SR1上接入訪問省外目的的出流量為例。此時，由于配置CR1為強制下發(fā)默認(rèn)路由，CR1上行中斷后仍舊下發(fā)默認(rèn)路由給BR1，CR2也下發(fā)默認(rèn)路由給BR4。BR1、BR4將轉(zhuǎn)發(fā)默認(rèn)路由給SR1，SR1根據(jù)默認(rèn)路由引導(dǎo)流量送入BR1、BR4。流量給BR4后可以正常通過CR2轉(zhuǎn)發(fā)至省網(wǎng)B。但是流量由SR1送給BR1后將出現(xiàn)問題。BR1會根據(jù)收到的CR1強制下發(fā)的默認(rèn)路由，將流量送給CR1，正常情況下流量應(yīng)由CR1上送給省網(wǎng)A，但由于鏈路中斷CR1上沒有省網(wǎng)A下發(fā)給其的BGP的默認(rèn)路由。此時，CR1會檢查路由表，CR1發(fā)現(xiàn)：由于CR1與CR2建立著IBGP鄰居關(guān)系，而IBGP鄰居關(guān)系可通過OSPF協(xié)議保持建立狀態(tài)，所以CR2收到的EBGP默認(rèn)路由會以IBGP默認(rèn)路由的方式轉(zhuǎn)發(fā)給CR1。CR1通過此條IBGP的默認(rèn)路由，將流量轉(zhuǎn)發(fā)給CR2。但由于CR1、CR2之間鏈路也為故障狀態(tài)，流量不能送達。則CR1將根據(jù)IGP也就是OSPF的算法，將流量送給BR1。流量到達BR1后還會以默認(rèn)路由將流量送回給CR1，此時產(chǎn)生了流量的黑洞，當(dāng)流量的TTL=1時，流量將被丟棄。SR1始發(fā)的出流量將只有50%正常，另50%將被丟棄。此過程如圖2所示。
　　圖2流量黑洞產(chǎn)生原理圖
　　以上故障情況在OSPF默認(rèn)路由配置為非強制下發(fā)模式下仍舊出現(xiàn)，下面繼續(xù)討論上述故障發(fā)生在CR1、CR2配置為OSPF默認(rèn)路由非強制下發(fā)模式。
　　1.3.2當(dāng)CR1、CR2配置為OSPF非強制下發(fā)默認(rèn)路由情況
　　故障發(fā)生后，CR1上行中斷，將收不到省網(wǎng)A發(fā)送的EBGP默認(rèn)路由，此時按照配置預(yù)期，CR1應(yīng)該不再下發(fā)OSPF的默認(rèn)路由，即可避免流量黑洞的產(chǎn)生。但是CR1雖然收不到EBGP鄰居發(fā)送的默認(rèn)路由，而與CR2的IBGP鄰居關(guān)系仍舊存在，CR1上仍舊收到由CR2轉(zhuǎn)發(fā)過來的IBGP默認(rèn)路由。CR1是否可以根據(jù)IBGP的默認(rèn)路由來下發(fā)OSPF的默認(rèn)路由成為關(guān)鍵，然而RFC2328上并未規(guī)定OSPF下發(fā)默認(rèn)路由的觸發(fā)條件?？煞謨煞N情況考慮：
　　當(dāng)只有EBGP默認(rèn)路由為OSPF默認(rèn)路由下發(fā)的條件而IBGP默認(rèn)路由不能作為OSPF默認(rèn)路由下發(fā)的條件時，CR1不會下發(fā)OSPF默認(rèn)路由，此時SR1上只收到一條默認(rèn)路由，由CR2產(chǎn)生并由BR4轉(zhuǎn)發(fā)至SR1，此時SR1流量將通過L（SR1BR4CR2省網(wǎng)B），沒有流量黑洞的產(chǎn)生。此過程如圖3所示。
　　圖3 EBGP默認(rèn)路由為OSPF默認(rèn)路由下發(fā)條件
　y95nqeWRuGc3jjR0KF6V4w==　當(dāng)EBGP默認(rèn)路由、IBGP默認(rèn)路由都可作為OSPF默認(rèn)路由下發(fā)條件時，CR1仍然會下發(fā)默認(rèn)路由，流量黑洞產(chǎn)生方式與強制下發(fā)情況一樣。
　　圖4 EBGP默認(rèn)路由、IBGP默認(rèn)路由都可作為OSPF默認(rèn)路由下發(fā)條件
　　由于RFC沒有硬性規(guī)定，此特性則和路由器生產(chǎn)廠家對于RFC2328的理解有必然關(guān)系。經(jīng)過對全球最大路由器生產(chǎn)廠家Cisco公司此方面內(nèi)容的查看，發(fā)現(xiàn)Cisco公司研發(fā)的Cisco網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)操作系統(tǒng)( Internetwork Operating Sys