剪不断理还乱的缺省路由第三篇.docx
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剪不断理还乱的缺省路由第三篇
剪不断理还乱的缺省路由（第三篇）
作者：
黄明祥 ▪ 资料开发部
缺省路由综合应用案例（BGP-OSPF缺省路由）
网络规划
网络拓扑及IP地址规划如图1 所示：
图1 网络拓扑及IP地址规划
路由部署
1、路由总体部署
图2 路由总体部署
如图2 所示，总体路由部署如下：
骨干层和汇聚层分别是两个自治系统，AS100有两个出口路由器RTC，RTD上行到AS200。
骨干层RTE和RTF之间运行OSPFarea0 ；汇聚层RTA、RTB、RTC、RTD之间运行OSPFarea0。
AS200与AS100建立EBGP邻居关系，即RTE与RTC，RTF与RTD建立EBGP邻居关系；RTC与RTD，RTE与RTF建立IBGP邻居关系。
骨干层通过RTE、RTF下发BGP缺省路由引导汇聚层流量出AS，汇聚层将OSPF明细路由引入BGP通告给骨干层。
汇聚层出口设备RTC、RTD通过OSPF强制下发缺省路由给汇聚层各个设备，引导汇聚层流量上行。
2、发布缺省路由
骨干层不希望汇聚层知道它的明细路由，因此骨干层通过RTE、RTF下发BGP缺省路由引导上行流量。
为减少汇聚层各设备的路由表规模，汇聚层ASBR通过OSPF给汇聚层各个下挂设备强制下发缺省路由引导上行流量。
如图3所示，AS200与AS100间通过BGP下发缺省路由的方式向汇聚层下发缺省路由，AS100内部ASBR通过OSPF强制下发方式分别下发缺省路由。
图3 发布缺省路由
配置完成后，RTC上通过EBGP学习到一条指向RTE的缺省路由，RTD上通过EBGP学习到一条指向RTF的缺省路由。
RTA和RTB都是通过OSPF学习到两条等价的缺省路由，负载分担。
详细如下所示：
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
24 Routes:
26
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 EBGP 255 0 D 192.168.7.1 GigabitEthernet1/0/0
……
displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
24 Routes:
26
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 EBGP 255 0 D 192.168.8.1 GigabitEthernet1/0/0
……
displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
21
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.2.1 GigabitEthernet0/0/0
O_ASE 150 1 D 192.168.5.1 GigabitEthernet0/0/1
……
displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
21
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.3.1 GigabitEthernet0/0/0
O_ASE 150 1 D 192.168.4.1 GigabitEthernet0/0/1
……
业务流向
如图4所示，按照上述组网规划进行业务部署以后，上行流量依靠RTA和RTB、及RTC和RTD的缺省路由引导出去，RTA和RTB上行的流量负载分担。
图4 OSPF强制下发时的业务流向
OSPF强制下发缺省路由可能产生环路和次优路由的问题
特殊场景下产生次优路由
如图5 所示，RTD的上行链路故障后，RTD不能从RTF学到BGP缺省路由，但由于RTC和RTD是IBGP邻居关系，所以RTD可以通过RTC学习到缺省路由。
而RTD上依然给下挂设备下发缺省路由，所以RTA的出流量负载分担，有部分流量发往RTD，这条转发路径并不是最优的，产生了次优路由。
图5 OSPF强制下发缺省路由-特殊场景下产生次优路由
特殊场景下产生环路
如图6所示，RTD的上行链路以及RTD连接RTC的横穿链路故障以后，RTD不能从RTF学到BGP缺省路由，但还可以通过RTA、RTB学到IBGP缺省路由（因为RTC和RTD是IBGP邻居关系，而BGP基于TCP的连接，所以只要还有路由能通即可建立IBGP邻居关系），形成负载分担；该缺省路由经过一次迭代，实际下一跳指向了RTA和RTB。
而RTA的缺省路由下一跳指向RTC和RTD。
按照上述缺省路由的指引，RTA的部分流量发往RTD，RTD的部分流量又重新发回RTA，在RTA和RTD之间形成环路。
问题主要是链路故障以后，RTD依然“固执”的给RTA和RTB下发缺省路由导致的。
图6 OSPF强制下发缺省路由-特殊场景下产生环路
详细的路由表如下：
displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
21
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.5.1 GigabitEthernet0/0/1
O_ASE 150 1 D 192.168.2.1 GigabitEthernet0/0/0
……
[RTD]display iprouting-table 0.0.0.0verbose
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTable:
Public
SummaryCount:
1
Destination:
0.0.0.0/0
Protocol:
IBGP ProcessID:
0
Preference:
255 Cost:
0
NextHop:
10.3.3.3 Neighbour:
10.3.3.3
State:
ActiveAdvRelied Age:
00h01m16s
Tag:
0 Priority:
low
Label:
NULL QoSInfo:
0x0
IndirectID:
0x1
RelayNextHop:
192.168.5.2 Interface:
GigabitEthernet0/0/1
TunnelID:
0x0 Flags:
RD
RelayNextHop:
192.168.3.2 Interface:
GigabitEthernet0/0/2
TunnelID:
0x0
……
OSPF强制下发缺省路由存在的问题总结
特殊场景下产生环路和次优路由的根本原因是OSPF配置了强制下发缺省路由，这样无论RTC、RTD本机是否存在激活的非OSPF缺省路由，都会产生并发布一个描述缺省路由的LSA。
说的通俗一点就是RTC、RTD在下发OSPF缺省路由的时候太固执，不够灵活。
可以通过配置OSPF非强制下发，同时配合修改路由协议优先级来解决上述问题，具体细节在下面的章节中进行讲解。
OSPF非强制下发缺省路由解决环路和次优路由的问题
OSPF非强制下发缺省路由的规则
根据上一节的分析，特殊场景下产生次优路由和环路的根本原因是OSPF配置了强制下发缺省路由，这样无论RTC、RTD本机是否存在激活的非OSPF缺省路由，都会产生并发布一个描述缺省路由的LSA。
能否让OSPF下发缺省路由灵活一点，不那么固执呢？
可以通过配置OSPF非强制下发缺省路由，同时配合修改路由协议优先级来实现。
图7 OSPF非强制下发缺省路由
如图7所示，通过ospf进程视图下配置default-route-advertise命令实现OSPF非强制下发缺省路由，此时RTC和RTD上面OSPF遵循如下原则下发缺省路由：
当RTC和RTD都满足非强制下发的条件（即当前路由表中存在激活的非OSPF缺省路由时），同时下发缺省路由LSA时，相互不学习到对方的OSPF缺省路由（OSPF路由表中不生成缺省路由）。
此时即使手工调高OSPF外部路由的优先级（如改为10）使其优于当前路由表中的缺省路由，路由器也不学习到对方的OSPF缺省路由。
当其中一台路由器（RTD）不满足非强制下发的条件时（即当前路由表中不存在激活的非OSPF缺省路由时），会计算、学习到对方的OSPF缺省路由。
当RTD上再次通过其它路由协议（包括静态）学习到缺省路由后，除非该路由的协议优先级高于OSPF外部路由，否则仍不会触发RTD下发OSPF缺省路由（这一点在后面会详细讲解，并给出解决方案）。
此时业务流向图如图8所示：
图8 OSPF非强制下发缺省路由时的业务流向
特殊场景下次优路由的消失
如图9 所示，当RTD的上行链路故障时， RTD上不存在激活的非OSPF进程的缺省路由了，此时RTD不再给汇聚层设备下发OSPF缺省路由，这样RTA的上行流量只有一个出口。
虽然此时RTD的缺省路由指向RTC，但是由于RTA没有发往RTD的流量，所以不会形成次优路由。
此时，整个汇聚层以RTC为出口。
图9 OSPF非强制下发缺省路由-次优路由消失
详细路由表项如下：
display iprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
20
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.2.1 GigabitEthernet0/0/0
……
display iprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
21 Routes:
23
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.1.1 GigabitEthernet0/0/0
……
特殊场景下环路的消失
如图10所示，当RTD的上行链路以及RTD和RTC互联的链路同时故障时，RTD上不存在激活的非OSPF进程的缺省路由了，此时RTD不再给汇聚层设备下发OSPF缺省路由，这样RTA的上行流量都只有一个出口。
同时RTD从RTA和RTB上学习到两条OSPF缺省路由，负载分担。
但是由于这样RTA的上行流量都只有一个出口，不会有流量发往RTD，因此不会形成环路。
此时，整个汇聚层以RTC为出口。
图10 OSPF非强制下发缺省路由-环路消失
详细路由表项如下：
display iprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
20
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.2.1 GigabitEthernet0/0/0
……
[RTD]disiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
20
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.5.2 GigabitEthernet0/0/1
O_ASE 150 1 D 192.168.3.2 GigabitEthernet0/0/2
……
修改EBGP默认路由优先级使之优于O_ASE
在IP网络规划设计的时候，针对本文所描述的组网场景，一般建议修改EBGP默认路由优先级使之优于O_ASE。
那么为什么会有这样的建议呢？
下面通过实验详细说明。
在前面的讨论中，当RTD的上行链路故障时，在OSPF非强制下发的时候不会形成次优路由，RTD不具备下发缺省路由的条件了，因此不再下发缺省路由，RTA和RTB上行只有一条下一跳指向RTC的缺省路由。
那么当RTD的上行链路恢复正常的时候，是不是应该重新恢复成原来的流量模型？
即RTA和RTB都是有两条缺省路由。
把RTD的上行链路shutdown以后，路由表项如下：
displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
20
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.2.1 GigabitEthernet0/0/0
……
displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
18 Routes:
20
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.4.1 GigabitEthernet0/0/1
……
[RTC]display iprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
23 Routes:
25
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 EBGP 255 0 D 192.168.7.1 GigabitEthernet1/0/0
……
[RTD]displayiprouting-table
RouteFlags:
R-relay,D-downloadtofib
------------------------------------------------------------------------------
RoutingTables:
Public
Destinations:
21 Routes:
23
Destination/Mask Proto Pre Cost FlagsNextHop Interface
0.0.0.0/0 O_ASE 150 1 D 192.168.1.1 GigabitEthernet0/0/0
……
从上述表项可以看出，RTD不具备下发缺省路由的条件以后，不再下发缺省路由，RTA和RTB上都只有一条下一跳指向RTC的缺省路由。
接下来，把RTD的上行链路恢复正常，可以发现虽然RTD重新从EBGP学习到了缺省路由，但是仍然没有触发RTD下发OSPF缺省路由，RTA、RTB、RTC、RTD的路由表项仍然和链路没恢复的时候是一样的。
这是为什么呢？
按照网络规划这显然不是理想的可靠性要求，这样会导致当链路恢复正常的时候所有AS100的流量都以RTC为出口，给RTC带来的极大的流量压力。
产生上述现象的原因在“OSPF非强制下发缺省路由的规则”小节里面已经讲过，当RTD上再次通过其它路由协议（包括静态）学习到缺省路由后，除非该路由的协议优先级高于OSPF外部路由，否则仍不会触发RTD下发OSPF缺省路由。
默认情况下EBGP的优先级为255，低于O_ASE路由的优先级150，这样当然就不能触发RT
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