BGP負載分擔的問題講解

1、BGP流量負載分擔規(guī)劃1BGP流量負載分擔概述如何優(yōu)化的利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，是流量負載分擔的關(guān)注重點。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出現(xiàn)流 量負載不均衡的流量模型，BGP流量負載均衡從兩個角度出發(fā)解決這個問題： 通過BGF強大的策略控制流量的負載均衡；通過多路徑選路實現(xiàn)負載分擔。本文 就要從這兩個角度來展開分析 BGP在流量負載分擔方面的技術(shù)應(yīng)用。2負載均衡在實際網(wǎng)絡(luò)中進行負載均衡需要綜合考慮鏈路和設(shè)備節(jié)點的負載情況，在滿足業(yè)務(wù)的實際需求前提下，可以通過 BGP的策略工具對流量進行均衡的規(guī)劃和調(diào)整。對于一個AS來說，流量的方

2、向分為入境和出境兩個方向，這種區(qū)分對應(yīng)到實際 的網(wǎng)絡(luò)有不同的規(guī)劃，所以我們在此通過不同的場景進行介紹。2.1入方向流量負載均衡Lmk1Link22：圖 1 多宿主到不同的上游的 負載均衡我們先分析一下圖1的場景，AS100希望流量能夠在AS200和AS300間進行負載 均衡，也就是說根據(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上通過策略只向各自的對等體通告部分路由前綴，這樣 可以起到不同的業(yè)務(wù)對應(yīng)由不同的 AS承載。如172.168.1.0/25 通過RA通告給 RC 172.168.1.128/25通過RB通告給RD這種規(guī)劃能夠滿

3、足流量分擔的效果， 但是一旦出現(xiàn)鏈路或節(jié)點的失效，就會導(dǎo)致部分流量無法切換，業(yè)務(wù)中斷。2 通過步驟 1 我們可以看到簡單的通過路由過濾無法很好的實現(xiàn)需求。 我們可以 通過對不同的前綴進行策略區(qū)分。接著步驟1的思路，AS100希望172.168.1.0/25 優(yōu)先通過AS200進入，希望172.168.128.0/25 優(yōu)選通過AS300進入?？梢栽?RA 上通過策略將 172.168.128.0/128 通告的 AS-PATH加一個 AS-Numbe，女口： 1000 100。RB上通過策略將 172.168.1.0/25 通告給 RD的 AS-PATH加一個 AS-Numbe， 如： 200

4、0 100。RE上關(guān)于 172.168.1.0/25 的前綴從 RC!告過來的 AS-PATH是: 200 100， 通過RD通告過來的AS-PATH是: 300 2000 100，因此優(yōu)選走 AS200關(guān)于 172.168.128.0/25同理會優(yōu)選AS300該規(guī)劃可以在滿足需求的同時解決路由備 份的問題。但是我們考慮下面一個場景，當RC和RD建立BGP連接，RD上關(guān)于172.168.1.0/25 的前綴從RC通告過來的 AS-PATH是 100 200,從RB上通告過來 的AS-PATH是 2000 100，也就是說 RD上關(guān)于172.168.1.0/25 無法很好的進行 路由選路控制。3

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

6、控制，因此本文討論的重點就在本地和上游 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RB進入，172.168.128.0/25 通過RC進入。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，將 AS-PATH設(shè)置為 1000 100,將 172.168.1.0/25 通告給 RC時，將 AS-PATFK置為 2000 100。由于RB和 RC之間是IBGP鄰居，因此對于 RB來說,172.168.1.0/25 從RA學習到的AS-PATH是 100,從RC上學習到的 AS-PATH是 2000 10

7、0，優(yōu)選 RA的路由。對于172.168.128.0/24 來說，從RA學習的路由AS-PATH為1000 100, 從RC學習的路由AS-PATH為100,優(yōu)選RC這滿足了需求。2同樣，在AS間協(xié)商進行策略部署的前提下，可以在RA上對不同的業(yè)務(wù)前綴進 行屬性賦值的區(qū)分，在RB/RC對不同的屬性設(shè)置不同的本地優(yōu)先級進行業(yè)務(wù)的分 擔均衡。3還是針對圖2,對于AS200進行入方向的流量負載分擔部署，最直接的方法就 是通過修改MED值的方法，使得RA通過ME值直接進行路由的優(yōu)選。2.2出方向負載均衡 我們還是先分析圖1的場景，AS100希望出方向的業(yè)務(wù)流量能夠在 RA和RB間進 行合理的負載均衡：

8、1可以通過在RA和RB上進行入境路由前綴過濾，通過前綴在不同的出口路由器 的通告分擔來實現(xiàn)業(yè)務(wù)流量出方向的負載均衡。2入境的過濾適用于對端 AS的業(yè)務(wù)負載分擔，但是對于遠端In ternet的業(yè)務(wù)， 無法通過入境路由前綴過濾的方法實現(xiàn)， 否則會出現(xiàn)單點故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的情 況。對于 Internet 業(yè)務(wù)就需要進行入境路由前綴策略控制，例如通過添加 AS-PATH或者對特定前綴設(shè)置不同的本地優(yōu)先級等。3 對于單點故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的考慮還可以通過出口路由器發(fā)布缺省路由的方 式作為路徑的備份， 一旦出現(xiàn)某個出口路由器故障， 路徑可以通過缺省路由切換 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，通過通告來的前綴攜帶不同的團體屬性進行相應(yīng)的 策略控制。對于圖 2 的場景，單出口路由器上進行負載分擔可以借助路由策略的方法更為靈 活：1 針對不同對等體進行入境路由前綴過濾，使業(yè)務(wù)自然分擔到不同的出口鏈路 上。同時配置缺省路由指向?qū)Φ润w，防止單點故障業(yè)務(wù)中斷；2通過針對特定前綴設(shè)置多種屬性，如 Local-preferenee 、Origin、ME等，在 本地進行路由優(yōu)選。2.3 AS 內(nèi)部負載均衡AS內(nèi)部的負載均衡相對容易部署，通過策略對業(yè)務(wù)進行區(qū)分，對不同的業(yè)務(wù)使 用不同的BGPS性進行控制。如圖3，RB和RC同時向RA通告172.168.1.0/25 和 172.168.1

10、28.0/25 , 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上對業(yè)務(wù)進行區(qū)分，對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)部負載均衡3等價負載分擔上文介紹的是多宿主情況下的負載均衡規(guī)劃思路，本章節(jié)需要關(guān)注的是通過等價 路由在路由器之間進行負載分擔的部署方式。3.1 EBGF多跳負載分擔圖4的場景是兩臺出口路

11、由器之間通過環(huán)回口建立 EBGP鄰接，我們知道對于 EBGF鄰接超過1跳建立鄰接需要通過命令 peer x.x.x.x ebgp-max-hop vMaximum hop，其中Maximumhop設(shè)置大于1。對每一個鏈路接口對應(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端接口地址。 這種方法通過路由下一跳 地址的迭代，將流量負載分擔到不同的鏈路上，實現(xiàn)多跳的EBGP寸等體間的多鏈路負載分擔。圖4多鏈路多跳EBGP寸等體負載 分擔3.2 EBGF多路徑負載分擔圖5的場景和圖4類似，區(qū)別在于兩個出口路由器通過鏈路接口地 址建立了多個EBGF會話，每一個會話對應(yīng)于特定的鏈路。AS200圖

12、5多鏈路多EBGP寸等體負載分RA和RB通過兩條鏈路的物理接口地址建立兩個單跳 EBGP鄰接關(guān)系，以RA舉例，從兩個EBGP會話均收到關(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EBGP寸等體通告的路由形成等價。比較上述兩種負載分擔方式，第一種方式，建立了一個 EBGP會話，會話 直接綁定在兩個出口路由器的環(huán)回地址，通過直連路由迭代下一跳的方式在鏈路 間實現(xiàn)負載分擔。這種方式EBGP會話屬于多跳會話，需要兩個AS間進行環(huán)回地 址的路由部署，適用性有一定的限制。第二種方式，需要建立多個會話，對資源 有一定的消耗，同時對于EBGP?價路由的配置，是針對本設(shè)備所有 BG

13、F對等體 適用，無法區(qū)分對等體，因此，缺少一定的靈活性。3.3 AS內(nèi)部負載分擔AS內(nèi)部的負載分擔規(guī)劃同樣可以采用下一跳迭代的方式在同一個IBGP會話間進行多鏈路的負載分擔。對于多IBGP對等體通告的路由在優(yōu)選屬性相同的 前提下能夠形成負載分擔。對于圖6中的場景，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 提下能夠形成負載分擔。例如圖6 AS內(nèi)部負載分擔多鏈路的負載分擔還是可以通過下一跳迭代到等價IGP路由或者默認路由來實現(xiàn)，圖7所示場景：圖7 IGP路由的下一跳迭代RD和RA建立IBGP鄰接

14、關(guān)系，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RD環(huán)回 口地址有兩條等價的IGP路由：RA-RB-R併口 RA-RC-RD通過下一跳迭代，在 RA 上針對172.168.1.0/24 的BGP路由也形成等價。3.4負載分擔規(guī)劃原則ORIGIN LOCAL-PREFERENCMED以及AS-PATh路徑屬性均相同是形成負載分擔的前提，在此前提下還要遵循一定的原則進行負載分擔規(guī)劃。以圖8舉例，RB/RC均與RA通過廣播網(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同時向RD通告，RE上收到RB和RC的路由 不會形成負載分擔，為什么？缺省情況下，邊界路由其器向IBGP對等體通告EBGP路由時，不會修 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，因此不會形成負載分擔。可解決的辦法是: 在RB和RC上針對IBGP對等體通過配置修改為：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，可以形成負載分擔。同樣利用圖8舉例，RD是 RR RB和 RE是其RR Client，同時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在反射路由時缺省不會修改下一跳，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 能否形成負載分擔？此時無法形成負載分擔，原因是因為非反射路由 和反射路由間無法形成負載分擔。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可以在兩個反射路由間