BGP負(fù)載分擔(dān)的問(wèn)題講解

1、BGP流量負(fù)載分擔(dān)規(guī)劃1BGP流量負(fù)載分擔(dān)概述如何優(yōu)化的利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，是流量負(fù)載分擔(dān)的關(guān)注重點(diǎn)。BGP（ BorderGateway Protocol,邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）選擇單條最優(yōu)路徑的這一特征往往會(huì)出現(xiàn)流 量負(fù)載不均衡的流量模型，BGP流量負(fù)載均衡從兩個(gè)角度出發(fā)解決這個(gè)問(wèn)題： 通過(guò)BGF強(qiáng)大的策略控制流量的負(fù)載均衡；通過(guò)多路徑選路實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。本文 就要從這兩個(gè)角度來(lái)展開分析 BGP在流量負(fù)載分擔(dān)方面的技術(shù)應(yīng)用。2負(fù)載均衡在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行負(fù)載均衡需要綜合考慮鏈路和設(shè)備節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況，在滿足業(yè)務(wù)的實(shí)際需求前提下，可以通過(guò) BGP的策略工具對(duì)流量進(jìn)行均衡的規(guī)劃和調(diào)整。對(duì)于一個(gè)AS來(lái)說(shuō)，流量的方

2、向分為入境和出境兩個(gè)方向，這種區(qū)分對(duì)應(yīng)到實(shí)際 的網(wǎng)絡(luò)有不同的規(guī)劃，所以我們?cè)诖送ㄟ^(guò)不同的場(chǎng)景進(jìn)行介紹。2.1入方向流量負(fù)載均衡Lmk1Link2圖 1 多宿主到不同的上游的 負(fù)載均衡我們先分析一下圖1的場(chǎng)景，AS100希望流量能夠在AS200和AS300間進(jìn)行負(fù)載 均衡，也就是說(shuō)根據(jù)業(yè)務(wù)分別映射到 Link1 和 Link2 上。在規(guī)劃中我們有如下思路：1 AS100可以在RA和RB上通過(guò)策略只向各自的對(duì)等體通告部分路由前綴，這樣 可以起到不同的業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)由不同的 AS承載。如172.168.1.0/25 通過(guò)RA通告給 RC 172.168.1.128/25通過(guò)RB通告給RD這種規(guī)劃能夠滿足流

3、量分擔(dān)的效果， 但是一旦出現(xiàn)鏈路或節(jié)點(diǎn)的失效，就會(huì)導(dǎo)致部分流量無(wú)法切換，業(yè)務(wù)中斷。2 通過(guò)步驟 1 我們可以看到簡(jiǎn)單的通過(guò)路由過(guò)濾無(wú)法很好的實(shí)現(xiàn)需求。 我們可以 通過(guò)對(duì)不同的前綴進(jìn)行策略區(qū)分。接著步驟1的思路，AS100希望172.168.1.0/25 優(yōu)先通過(guò)AS200進(jìn)入，希望172.168.128.0/25 優(yōu)選通過(guò)AS300進(jìn)入?？梢栽?RA 上通過(guò)策略將 172.168.128.0/128 通告的 AS-PATH加一個(gè) AS-Numbe，女口： 1000 100。RB上通過(guò)策略將 172.168.1.0/25 通告給 RD的 AS-PATH加一個(gè) AS-Numbe， 如： 2000

4、100。RE上關(guān)于 172.168.1.0/25 的前綴從 RC!告過(guò)來(lái)的 AS-PATH是: 200 100， 通過(guò)RD通告過(guò)來(lái)的AS-PATH是: 300 2000 100，因此優(yōu)選走 AS200關(guān)于 172.168.128.0/25同理會(huì)優(yōu)選AS300該規(guī)劃可以在滿足需求的同時(shí)解決路由備 份的問(wèn)題。但是我們考慮下面一個(gè)場(chǎng)景，當(dāng)RC和RD建立BGP連接，RD上關(guān)于172.168.1.0/25 的前綴從RC通告過(guò)來(lái)的 AS-PATH是 100 200,從RB上通告過(guò)來(lái) 的AS-PATH是 2000 100，也就是說(shuō) RD上關(guān)于172.168.1.0/25 無(wú)法很好的進(jìn)行 路由選路控制。3團(tuán)體

5、屬性是進(jìn)行本地進(jìn)行路由控制的重要屬性，但是團(tuán)體屬性需要BGP對(duì)等雙 方有屬性處理的共識(shí)。在步驟 2的基礎(chǔ)上，RB在通告172.168.1.0/25時(shí)，可以 將團(tuán)體屬性值修改為100： 120,在RD上將團(tuán)體屬性的前綴預(yù)定義2：Local-preferenee 為120,這樣對(duì)于RD來(lái)說(shuō)在收到RC和RB的前綴AS-PATH相 同長(zhǎng)度的情況下，RB通告的前綴Local-preferenee 高，優(yōu)選RB 分析完圖 1 所示的場(chǎng)景，我們可以繼續(xù)看看多宿主相同上游的場(chǎng)景，如圖圖2多宿主相同AS的負(fù)載均衡對(duì)于相同的上游AS我們更多的需要考慮上游 AS內(nèi)部的選路，對(duì)于跨過(guò)上游AS 的遠(yuǎn)端AS的選路我們很難

6、控制，因此本文討論的重點(diǎn)就在本地和上游 AS的選路 策略部署。先分析需求，本地 AS希望172.168.1.0/25 通過(guò)RB進(jìn)入，172.168.128.0/25 通過(guò)RC進(jìn)入。存在下述三種方式： 1借鑒上文中多宿主不同 AS的做法，將172.168.128.0/25 通告給RB時(shí)，將 AS-PATH設(shè)置為 1000 100,將 172.168.1.0/25 通告給 RC時(shí)，將 AS-PATFK置為 2000 100。由于RB和 RC之間是IBGP鄰居，因此對(duì)于 RB來(lái)說(shuō),172.168.1.0/25 從RA學(xué)習(xí)到的AS-PATH是 100,從RC上學(xué)習(xí)到的 AS-PATH是 2000 10

7、0，優(yōu)選 RA的路由。對(duì)于172.168.128.0/24 來(lái)說(shuō)，從RA學(xué)習(xí)的路由AS-PATH為1000 100, 從RC學(xué)習(xí)的路由AS-PATH為100,優(yōu)選RC這滿足了需求。2同樣，在AS間協(xié)商進(jìn)行策略部署的前提下，可以在RA上對(duì)不同的業(yè)務(wù)前綴進(jìn) 行屬性賦值的區(qū)分，在RB/RC對(duì)不同的屬性設(shè)置不同的本地優(yōu)先級(jí)進(jìn)行業(yè)務(wù)的分 擔(dān)均衡。3還是針對(duì)圖2,對(duì)于AS200進(jìn)行入方向的流量負(fù)載分擔(dān)部署，最直接的方法就 是通過(guò)修改MED值的方法，使得RA通過(guò)ME值直接進(jìn)行路由的優(yōu)選。2.2出方向負(fù)載均衡 我們還是先分析圖1的場(chǎng)景，AS100希望出方向的業(yè)務(wù)流量能夠在 RA和RB間進(jìn) 行合理的負(fù)載均衡：

8、1可以通過(guò)在RA和RB上進(jìn)行入境路由前綴過(guò)濾，通過(guò)前綴在不同的出口路由器 的通告分擔(dān)來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量出方向的負(fù)載均衡。2入境的過(guò)濾適用于對(duì)端 AS的業(yè)務(wù)負(fù)載分擔(dān)，但是對(duì)于遠(yuǎn)端In ternet的業(yè)務(wù)， 無(wú)法通過(guò)入境路由前綴過(guò)濾的方法實(shí)現(xiàn)， 否則會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的情 況。對(duì)于 Internet 業(yè)務(wù)就需要進(jìn)行入境路由前綴策略控制，例如通過(guò)添加 AS-PATH或者對(duì)特定前綴設(shè)置不同的本地優(yōu)先級(jí)等。3 對(duì)于單點(diǎn)故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的考慮還可以通過(guò)出口路由器發(fā)布缺省路由的方 式作為路徑的備份， 一旦出現(xiàn)某個(gè)出口路由器故障， 路徑可以通過(guò)缺省路由切換 至其他出口路由器，起到備份的效果。4同樣可以和上

9、游AS協(xié)商，通過(guò)通告來(lái)的前綴攜帶不同的團(tuán)體屬性進(jìn)行相應(yīng)的 策略控制。對(duì)于圖 2的場(chǎng)景，單出口路由器上進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)可以借助路由策略的方法更為靈 活：1 針對(duì)不同對(duì)等體進(jìn)行入境路由前綴過(guò)濾，使業(yè)務(wù)自然分擔(dān)到不同的出口鏈路 上。同時(shí)配置缺省路由指向?qū)Φ润w，防止單點(diǎn)故障業(yè)務(wù)中斷；2通過(guò)針對(duì)特定前綴設(shè)置多種屬性，如 Local-preferenee 、Origin、ME等，在 本地進(jìn)行路由優(yōu)選。2.3 AS 內(nèi)部負(fù)載均衡AS內(nèi)部的負(fù)載均衡相對(duì)容易部署，通過(guò)策略對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分，對(duì)不同的業(yè)務(wù)使 用不同的BGPS性進(jìn)行控制。如圖3，RB和RC同時(shí)向RA通告172.168.1.0/25 和 172.168.12

10、8.0/25 , RA希望 172.168.1.0/25 業(yè)務(wù)從 RB走, 172.168.128.0/128 從RC走。滿足這種需求，可以直接在 RA上對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分，對(duì)RB通告的 172.168.1.0/25 的 Local preferenee 設(shè)置為 120,將 RC通告的 172.168.128.0/25 的 Local preference 設(shè)置為 120，本地優(yōu)選結(jié)果能夠滿足需 求。圖3 AS內(nèi)部負(fù)載均衡3等價(jià)負(fù)載分擔(dān)上文介紹的是多宿主情況下的負(fù)載均衡規(guī)劃思路，本章節(jié)需要關(guān)注的是通過(guò)等價(jià) 路由在路由器之間進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)的部署方式。3.1EBGF多跳負(fù)載分擔(dān)圖4的場(chǎng)景是兩臺(tái)出口路由器

11、之間通過(guò)環(huán)回口建立 EBGP鄰接，我們知道對(duì)于 EBGF鄰接超過(guò)1跳建立鄰接需要通過(guò)命令 peer x.x.x.x ebgp-max-hop vMaximum hop，其中Maximumhop設(shè)置大于1。對(duì)每一個(gè)鏈路接口對(duì)應(yīng)配置靜態(tài)路由，指 向?qū)Χ谁h(huán)回口地址，路由下一跳為鏈路對(duì)端接口地址。 這種方法通過(guò)路由下一跳 地址的迭代，將流量負(fù)載分擔(dān)到不同的鏈路上，實(shí)現(xiàn)多跳的EBGP寸等體間的多鏈路負(fù)載分擔(dān)。圖4多鏈路多跳EBGP寸等體負(fù)載 分擔(dān)3.2 EBGF多路徑負(fù)載分擔(dān)圖5的場(chǎng)景和圖4類似，區(qū)別在于兩個(gè)出口路由器通過(guò)鏈路接口地 址建立了多個(gè)EBGF會(huì)話，每一個(gè)會(huì)話對(duì)應(yīng)于特定的鏈路。AS200圖5多

12、鏈路多EBGP寸等體負(fù)載分RA和RB通過(guò)兩條鏈路的物理接口地址建立兩個(gè)單跳 EBGP鄰接關(guān)系，以RA舉例，從兩個(gè)EBGP會(huì)話均收到關(guān)于172.16.1.0/24的路由信息，在其他屬性 都相同的前提下，兩個(gè)EBGP寸等體通告的路由形成等價(jià)。比較上述兩種負(fù)載分擔(dān)方式，第一種方式，建立了一個(gè) EBGP會(huì)話，會(huì)話 直接綁定在兩個(gè)出口路由器的環(huán)回地址，通過(guò)直連路由迭代下一跳的方式在鏈路 間實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。這種方式EBGP會(huì)話屬于多跳會(huì)話，需要兩個(gè)AS間進(jìn)行環(huán)回地 址的路由部署，適用性有一定的限制。第二種方式，需要建立多個(gè)會(huì)話，對(duì)資源 有一定的消耗，同時(shí)對(duì)于EBGP?價(jià)路由的配置，是針對(duì)本設(shè)備所有 BGF對(duì)

13、等體 適用，無(wú)法區(qū)分對(duì)等體，因此，缺少一定的靈活性。3.3 AS內(nèi)部負(fù)載分擔(dān)AS內(nèi)部的負(fù)載分擔(dān)規(guī)劃同樣可以采用下一跳迭代的方式在同一個(gè)IBGP會(huì)話間進(jìn)行多鏈路的負(fù)載分擔(dān)。對(duì)于多IBGP對(duì)等體通告的路由在優(yōu)選屬性相同的 前提下能夠形成負(fù)載分擔(dān)。對(duì)于圖6中的場(chǎng)景，RB和RC向 RA!告172.168.1.0/24 的路由前綴，在ORIGIN LOCAL-PREFEREN以及AS-PATH路徑屬性均相同的前 提下能夠形成負(fù)載分擔(dān)。圖6 AS內(nèi)部負(fù)載分擔(dān)例如多鏈路的負(fù)載分擔(dān)還是可以通過(guò)下一跳迭代到等價(jià)IGP路由或者默認(rèn)路由來(lái)實(shí)現(xiàn)，圖7所示場(chǎng)景：圖7 IGP路由的下一跳迭代RD和RA建立IBGP鄰接關(guān)系

14、，RD向RA通告路由172.168.1.0/24 , RA上關(guān)于172.168.1.0/24 的路由下一跳是RD的環(huán)回口地址，在RA上針對(duì)RD環(huán)回 口地址有兩條等價(jià)的IGP路由：RA-RB-R併口 RA-RC-RD通過(guò)下一跳迭代，在 RA 上針對(duì)172.168.1.0/24 的BGP路由也形成等價(jià)。3.4負(fù)載分擔(dān)規(guī)劃原則ORIGIN LOCAL-PREFERENCMED以及AS-PATh路徑屬性均相同是形成負(fù)載分擔(dān)的前提，在此前提下還要遵循一定的原則進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)規(guī)劃。以圖8舉例，RB/RC均與RA通過(guò)廣播網(wǎng)絡(luò)建立單跳 EBGP寸等體，RA向RB/RC通告路由前綴172.168.1.0/24 ，

15、RB和RC同時(shí)向RD通告，RE上收到RB和RC的路由 不會(huì)形成負(fù)載分擔(dān)，為什么？缺省情況下，邊界路由其器向IBGP對(duì)等體通告EBGP路由時(shí)，不會(huì)修 改下一跳，因此RB和 RC向RE通告的路由下一跳均為 RA的接口地址，在RE上 由于下一跳相同，因此不會(huì)形成負(fù)載分擔(dān)?？山鉀Q的辦法是: 在RB和RC上針對(duì)IBGP對(duì)等體通過(guò)配置修改為：peer x.x.x.xnext-hop-local ,將下一跳修改為本地地址， 這樣RE上收到的路由下 一跳不同，可以形成負(fù)載分擔(dān)。同樣利用圖8舉例，RD是 RR RB和 RE是其RR Client，同時(shí)RB和 RE間建立IBGP鄰接關(guān)系，RB通告路由172.168.1.0/24 ，RD反射至 RE RR在反射路由時(shí)缺省不會(huì)修改下一跳，因此在RE上關(guān)于172.168.1.0/24 的路由下一跳均為RB的環(huán)回地址，可以利用前文的 路由迭代，將RE-RB和RE-RD-RB勺IGP路由Metric設(shè)置相同，此時(shí) 能否形成負(fù)載分擔(dān)？此時(shí)無(wú)法形成負(fù)載分擔(dān)，原因是因?yàn)榉欠瓷渎酚?和反射路由間無(wú)法形成負(fù)載分擔(dān)。在圖8中，可以將RC/RD均配置為RR RB/RE為 RR Client，RC和 RD反射 RB的路由 172.168.1.0/24 至 RE這樣RE可以在兩個(gè)反射路由間