Принципы маршрутизации в Internet. Самое полное описание протокола BGP 4 - Сэм Хелеби

Ключевые темы этой главы:

Избыточность, симметрия и распределение нагрузки. Рассмотрены примеры конфигураций для динамических и статических маршрутов по умолчанию, для организации подключения по нескольким каналам к одному и нескольким провайдерам, для распределения нагрузки и создания схем, где клиенты совместно используют резервный канал.

Установка маршрутов по умолчанию. Представлены примеры конфигурирования маршрутизаторов для определения-маршрутов по умолчанию 5 различных сетевых архитектурах. В частности подробно анализируется проблема выбора однгo маршрута из множества IGPмаршрутов.

Маршрутизация по правилам. Приводятся примеры Застройки маршрутизации по адресу источника.

Отражатели маршрутов. Приводятся действующие схемы применения отражателей маршрутов в группах взаимодействующих узлов.

Конфедерации. Приводятся примеры применения конфедераций.

Управление маршрутами и аннулированием содержимого кэша.

Рассматриваются синтаксис и примеры настройки протокола BGP с использованием мягкой перенастройки и возможности обновления BGP-

маршрутов (BGP Route Refresh capability).

Paбoтa маршрутизатора в режиме фильтра исходящих BGP-

маршрутов (Outbound Route Filter — ORF). Фильтр исходящих BGP-

маршрутов является одной из дополнительных возможностей протокола BGP и применяется с целью "проталкивания" префиксов от соседнего BGP-узла через его собственный фильтр на основе списков префиксов. Мы обсудим преимущества использования BGP ORF и представим вашему вниманию несколько вариантов его настройки.

Разгрузка маршрутов. Приводится синтаксис и примеры настройки функции разгрузки маршрутов BGP.

Глава 12. Настройка эффективных

правил маршрутизации в сети

Internet

В главе 11, "Настройка ocновных функций и атрибутов BGP", мы рассматривали примеры конфигурации основных функций и атрибутов протокола BGP. В этой главе мы рассмотрим примеры конфигурации, которые отражают наиболее сложные и потенциально конфликтные схемы маршрутизации. Кроме того, здесь вы найдете примеры конфигурации сети, которые помогут вам контролировать рост сложных сетей.

Возможно, одной из наиболее сложных задач является разработка правил маршрутизации ля используемой сетевой архитектуры. Конечно, это первое, что вы должны сделать перед тем, как начнете процесс настройки этих правил. И для этого существует метод жесткого определения правил маршрутизации, где четко описан порядок операций. Тщательный анализ функционирования сети и потенциальных возможностей ее роста поможет выявить имеющиеся проблемы и оптимальные пути их решения.

Избыточность, симметрия и распределение нагрузки

Примеры конфигурации, приведенные в этом разделе, описывают способы реализации избыточности маршрутов, симметрии и различные варианты распределения нагрузки в сети. Пожалуйста, помните, что все, предложенные нами варианты не являются истиной в последней инстанции. Но мы надеемся, что большинство наших рекомендаций может быть вами использовано. Примеры, которые мы приводим здесь, помогут вам уяснить порядок и способы установки правил маршрутизации. Мы начнем с нескольких примеров реализации маршрутизации по умолчанию.

Динамические маршруты по умолчанию

В протокол BGP очень важно контролировать маршруты по умолчанию, так как, будучи сгенерированы случайным образом, они могут привести к появлению серьезных проблем, во всей системе маршрутизации. Подобные случаи могут быть причиной того, что BGP-спикер, который намеревался сгенерировать маршрут по умолчанию для определенного узла, переполняется информацией о маршрутах по умолчанию, поступающей от соседних узлов. В оборудовании Cisco предусмотрена возможность точного указания маршрута по умолчанию в направлении определенного узла.

На рис. 12.1 маршрутизатор RTA генерирует маршрут по умолчанию 0.0.0.0/0 только в направлении маршрутизатора RTC. Соседние IBGP-узлы, такие как RTF, не получают сведений об этом маршруте по умолчанию.

В листинге 12.1 представлена конфигурация маршрутизатора RTA.

Листинг 12.1. Конфигурация маршрутизатора РТАдля работы с динамическими маршрутами по умолчанию

router bgp 3

no synchronization

network 172.16.1.0 mask 255.255.255.0 neighbor 172.16.20.1 remote-as 1 neighbor 172.16.20.1 default-originate no auto-summary

Параметр default-originate, который используется в команде маршрутизатора neighbor, осуществляет пересылку маршрута по умолчанию 0/0 на маршрутизатор RTC. Это видно из таблиц IP- и BGP-маршрутов, приведенных в листинге 12.2.

Рис. 12.1. Динамические маршруты по умолчанию

Листинг 12.2. Таблицы IP- и BGP-маршрутов н маршрутизаторе RTC

RTC#show ip route

Codes: С - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, В -BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, 0 - OSPF, IA - OSPF inter area El•- OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E – EGP

i- IS-IS, LI - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2,

*- candidate default U - per-user static route

Как видно из таблицы маршрутов на маршрутизаторе RTC, представленной в листинге 12.2, маршрут по умолчанию 0/0 получен динамически от маршрутизатора RTA и

установлен резервный шлюз — 172.16.20.2 (т.е. маршрутизатор RTA).

Маршруты по умолчанию могут также генерироваться для всех BGP-узлов с использованием команды маршрутизатора network 0.0.0.0 до тех пор, пока маршрутизатор будет объявлять этот маршрут по умолчанию как свой собственный. Предполагая, что у RTA

есть маршрут по умолчанию (он может быть установлен и статически), вы можете воспользоваться конфигурацией, приведенной в листинге 12.3.

Листинг 12.3. Генерирование маршрутов по умолчанию для всех BGP-узлов (конфигурация маршрутизатора RTA).

router bgp 3

no synchronization network 0,0.0.0

network 172.16.1.0 mask 255.255.255.0 neighbor 172.16.20.1 remote-as 1

no auto-summary

Статические маршруты по умолчанию

Рис. 12.2. Обработка маршрута по умолчанию 0/0

Вместо того чтобы получать сведения о маршруте по умолчанию 0/0 динамически, маршрутизатор может установить собственный статический маршрут по умолчанию. На рис. 12.2 показано, как это делается.

Вы можете на маршрутизаторе RTC использовать следующую команду:

ip route prefix mask {address \ interface} [distance]

Статический маршрут по умолчанию 0/0 при этом может указывать на сетевой адрес, адрес шлюза или физический интерфейс. Здесь параметр distance является средством, с помощью которого вы можете задать статическому маршруту определенный уровень предпочтения, если существует несколько точек входа в сеть. Маршруты с меньшей дистанцией (значением distance) предпочитаются маршрутам с более длинной дистанцией.

В листинге 12.4 показано, как на маршрутизаторе RTC установить маршрут по умолчанию в направлении сети 193.78.0.0/16.

Листинг 12.4. Конфигурирование маршрутизатора RTC для установки маршрута по умолчанию в сеть 193.78.0.0/16

router bgp 1 network 192.68.11.0

neighbor 172.16.20.2 remote-as 3 neighbor 192.68.6.1 remote-as 2

no auto-summary ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 193.78.0.0

Из таблицы BGP-маршрутов на маршрутизаторе RTC, представленной в листинге

12.5, видно, что маршрут в сеть 193.78.0.0/16 был получен двумя путями — через AS3 и через AS2. В протоколе BGP, как мы знаем, предпочтение отдается наилучшему маршруту. (Чтобы повлиять на выбор маршрута, можно использовать атрибуты BGP).

Листинг 12.5. Таблица BGP-маршрутов на маршрутизаторе RTC

Из таблицы IP-маршрутов на маршрутизаторе RTC, приведенной в листинге 12.6, видно, каким образом установлен шлюз по умолчанию, чтобы достичь сети 193.78.0.0./16. При рекурсивном просмотре таблицы IP-маршрутов видно, что в сеть 193.78.0.0/16 можно попасть через узел с адресом 172.16.20.2 (т.е. RTA).

Листинг 12.6. Таблица IP-маршрутов на маршрутизаторе RTC

RTC#show ip route

Codes: С - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, В - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, 0 - OSPF, IA - OSPF inter area El - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP

i- IS-IS, LI - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2,

*- candidate default u - per-user static route

Gateway of last resort is 193.78.0.0 to network 0.0.0.0

С192.68.6.0/24 is directly connected, EthernetO/1

С192.68.11.0/24 is directly connected, EthernetO/0

В 193.78.0.0/16 [20/0] via 172.16.20.2, 00:32:32 С 172.16.20.0/24 is directly connected, Serial2/l S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 193.78.0.0

Если вы не хотите, чтобы трафик следовал по одному маршруту, то можно воспользоваться командой ip route 0.0.0.0 0.0.0.0, чтобы направить его в несколько сетей сразу или по нескольким IP-адресам одновременно. Ключевое слово distance дает вам в этом случае возможность устанавливать для маршрутов уровни предпочтения, как это показано в листинге 12.7.

Листинг 12.7. Применение distance для предпочтения одного маршрута по

умолчанию другому (конфигурация маршрутизатора RTC)

router bgp 1 network 192.68.11.0

neighbor 172.16.20.2 remote-as 3 neighbor 192.68.6.1 remote-as 2 no auto-summary

Обратите внимание, что на маршрутизаторе RTC указываются два различных IPадреса. Это могут быть также два адреса сетей, которые присутствуют в маршрутной IPтаблице. Дистанция первого статического маршрута 40 говорит о том, что до тех пор, пока будет доступен узел 172.16.20.2, этот маршрут будет предпочитаться второму. Если же узел 172.16.20.2 выходит из строя, то запись о статическом маршруте к нему изымается и активным становится второй маршрут (см. таблицу маршрутов на маршрутизаторе RTC в листинге 12.8).

Листинг 12.8. Таблица маршрутов RTC

В листинге 12.9 показаны результаты выполнения той же команды, если пропадает канал между RTA и RTC.

Листинг 12.9. Таблица маршрутов на маршрутизаторе RTC после пропадания канала RTC.RTA

С192.68.6.0/24 is directly connected, EthernetO/1

С192.68.11.0/24 is directly connected, EthernetO/0 В 193.78.0.0/16 [20/0] via 192.68.6.1, 00:01:14

S* 0.0.0.0/0 {60/0} via 192.68.6.1

Подключение к одному провайдеру по нескольким каналам

Для случаев подключения клиента к одному провайдеру мы рассмотрим следующие примеры конфигурации.

•Маршрутизация только по умолчанию: один основной и один резервный канал.

•Маршрутизация по умолчанию: один основной и один резервный канал плюс частичная маршрутизация.

•Автоматическое распределение нагрузки.

Маршрутизация только по умолчанию: один основной и один резервный канал

На рис. 12,3 представлена AS3, которая подключена по двум каналам к автономной системе AS1. Система AS3 не получает сведений о BGP-маршрутах от AS1, но сама посылает сведения о собственных BGP-маршрутах. На маршрутизаторе RTA будут описаны маршруты по умолчанию в направлении AS1, при этом канал с узлом AS1 в Нью-Йорке (NY) будет основным, а канал с другим узлом в AS1 в Сан-Франциско (SF) — резервным.

neighbor 192.68.9.2 route-map BLOCK in neighbor 192.68.9.2 route-map SETMETRIC2 out no auto-summary

set metric 100

route-map SETMETRIC2 permit 10 set metric 50

route-map BLOCK deny 10

Как видите, здесь в AS3 используются статические маршруты, которые являются маршрутами по умолчанию в AS1. Маршруту 0/0 в направлении маршрутизатора RTD •

задана дистанция 40, а маршруту к RTC — 50. Таким образом, канал NY будет работать как основной. Можно также разрешить получение AS3 одного маршрута по умолчанию от AS1 ив дальнейшем использовать его.

Карты маршрутов SETMETRIC1 и SETMETRIC2 используются здесь для установки метрик маршрутов: 50 — для маршрута на RTD и 100 — для маршрута на RTC, вынуждая пересылать трафик по каналу NY.

Карта маршрутов BLOCK применяется для блокирования всех обновлений маршрутов BGP, поступающих от AS1.

Таблица IP-маршрутов на маршрутизаторе RTA (листинг 12.11) показывает, как установлен маршрут по умолчанию. Обратите внимание, что маршруту 0/0 с дистанцией 40 отдается предпочтение перед маршрутом с дистанцией 50, а в качестве шлюза по умолчанию используется ближайший узел с адресом 192.68.9.2.

Листинг 12.11. Таблица IP-маршрутов на маршрутизаторе RTA

С192.68.9.0 is directly connected, EthernetO 255.255.255.0 is subnetted, 2 subnets

С172.16.220.0 is directly connected, Ethernetl

С172.16.20.0 is directly connected, SerialO S* 0.0.0.0 0.0.0.0 [40/0] via 192.68.9.2

Влистинге 12.12 представлена таблица BGP-маршрутов на маршрутизаторе RTC, которая отражает тот факт, что AS3 всегда работает по каналу между RTA и RTD, так как этот маршрут обладает меньшей метрикой (50). Префикс 172.16.220.0/24 доступен как по IBGP, так и по EBGP. Однако в качестве наилучшего маршрута избирается IBGP-маршрут. Посмотрите: в этой таблице, чтобы попасть в сеть 172.16.220.0/24, используется следующий ближайший узел 192.68.6.1, поскольку соединение с соседним узлом RTC на маршрутизаторе RTD сконфигурировано с применением команды next-hop-self.

Листинг 12.12. Таблица BGP-маршрутов на маршрутизаторе RTC

Маршрутизация по умолчанию: основной и резервный каналы плюс частичная маршрутизация

Вэтом разделе мы рассмотрим вопросы управления течением трафика в случае, если

ввашей AS, наравне с маршрутизацией по умолчанию, допускается частичная маршрутизация, т.е. получение части маршрутов провайдера и их использование внутри AS.

Частичные маршруты (partial routes) — это обычно локальные маршруты провайдера и его клиентов. На рис. 12.4 показана AS3, внутри которой взаимодействие между узлами сети организовано по протоколу IBGP, а также имеется два соединения с провайдером (AS1) в различных местах по протоколу EBGP.

Всети, представленной на рис. 12.4, следует установить следующие правила маршрутизации.

Система AS3 может принимать только локальные маршруты от ASI и ее клиен тов, т.е. AS6. Также AS3 может получать один маршрут непосредственно из сети Internet для организации маршрута по умолчанию в сторону провайдера (AS1).

Весь исходящий трафик в направлении AS1 и AS6 (т.е. частичные маршруты) должен передаваться по каналу SF, а в случае выхода его из строя — по резервному каналу.

Для остального исходящего трафика, адресованного в сеть Internet, в AS3 будет по умолчанию использоваться канал NY. В случае выхода его из строя будет использоваться резервный канал.

Для входящего трафика AS3 укажет AS1 использовать для сети 172.16.220.0/24 канал

SF.

Остальной входящий трафик будет поступать через основной канал NY.

Рис. 12.4. Маршрутизация по умолчанию с одним основным и одним резервным каналом плюс частичная маршрутизация

В листингах 12.13 и 12.14 показаны варианты настройки маршрутизаторов RTA и RTF для работы с частичными маршрутами.