防止雙歸屬組網路由環路方法的研究

陳佑建

摘 要：用戶接入網絡通過CE雙歸屬組網，雖然提高了網絡可靠性，但對于PE和CE間運行動態路由協議進行路由交換時會引入路由環路的問題。該文借助路由反射器的做法，由歸屬地PE從其他PE接收并需要將其發送給歸屬用戶接入設備CE的VPN路由信息時，先將其反射發送給歸屬地的其他PE；而歸屬地的其他PE確定從其歸屬CE接收的VPN路由信息，與原歸屬PE反射發送的VPN路由信息相同時，則不對從其歸屬CE接收的VPN路由信息進行路由轉發處理。該方案由PE對分發CE的路由進行過濾處理，從而使環路問題在PE上就可以避免，而且對CE設備要求低。

關鍵詞：雙歸屬組網 路由反射器 路由環路 路由屬性

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0009-02

在BGP/MPLS VPN組網應用中，用戶接入網絡進行CE雙歸屬組網可有效提高網絡可靠性，但對于PE和CE間運行動態路由協議進行路由交換時會引入路由環路問題。為了避免出現路由環路，RFC4364提出了在PE上通過路由協議擴展字段匹配對發送和接收的路由進行過濾分發的解決方案；但該解決方案，在CE雙歸屬組網的接入鏈路使用不同的路由交換協議時，不能徹底解決路由環路問題。

1 背景技術

MPLS VPN是一種基于MPLS多協議標記交換技術的虛擬專用網，通常由用戶接入設備CE、提供商邊緣路由器PE和提供商核心路由器P等路由器組成。VPN路由信息是通過PE和PE之間、CE和PE之間的路由交換來完成的。

為了提高網絡可靠性，用戶接入網絡通常采用CE雙歸屬的組網方式。如圖1所示：用戶接入網絡A和B均有兩條冗余的轉發鏈路接入提供商網絡。

2 雙歸屬組網的環路問題

CE雙歸屬組網可有效提高網絡可靠性，但對于PE和CE間運行動態路由協議進行路由交換時會出現路由環路。如圖1，PE3將從歸屬CE2接收的192.168.0.0/16路由發送給PE4后，如果PE4又將此路由發送給歸屬CE3/CE2，這時就會出現路由環路。

為了避免出現環路，RFC4364提出了在PE上通過路由協議擴展字段匹配對路由進行過濾分發的解決方案。該方案具體又可分為兩種。（1）通過PE上對發送給歸屬CE的路由設置特殊的路由擴展屬性值，該方法需要CE設備能識別并透傳擴展屬性值。（2）各PE對從同一用戶接入網絡接收的路由設置唯一的源站點屬性值，然后各PE再匹配該源站點屬性值進行路由分發過濾。

而在實際VPN組網應用中，CE雙歸屬接入的兩條鏈路上可能存在使用不同路由交換協議的情況，如圖1中PE3-CE2間運行RIP協議，PE4-CE3間運行OSPF協議。對于這種組網，RFC4364提供的兩種解決方案都不能很好解決路由環路的問題。

（1）方案A，可能要升級CE設備，以使其能識別并透傳擴展屬性值。

（2）方案B，路由環路問題沒有消除。如圖1中，PE1/PE2對從CE1接收的10.0.0.0/8路由設置屬性值65500：1；PE3/PE4從PE1/PE2接收到10.0.0.0/8路由，將其發給CE2/CE3，而CE3又將此路由發給PE4。于是PE4上同時存在從PE1/PE2接收的、以及從CE3接收的10.0.0.0/8路由。PE4優選從CE3接收的并設置屬性值65500：2并重發給PE1/PE2/PE3；而此時PE1/PE2上就存在不同屬性值的10.0.0.0/8路由，因此會發生路由環路。

3 路由環路解決方法研究

為了解決上述CE雙歸屬組網中PE和CE間使用不同路由交換協議時出現的路由環路問題，該文借助引用路由反射的做法：歸屬地PE從其他PE接收并需要將其發送給歸屬用戶接入設備CE的VPN路由信息時，將其反射發送給歸屬地的其他PE；而歸屬地的其他PE確定從其歸屬CE接收的VPN路由信息，與原歸屬PE反射發送的VPN路由信息相同時，則不對從其歸屬CE接收的VPN路由信息進行路由轉發處理。

為有別于現有技術中BGP的路由反射器，該方案引入一個環路路由反射器：即為歸屬地各PE互相設置對端為本端BGP路由反射器客戶端，并且該歸屬路由反射器鄰居連接設置使用的本地接口（如環回接口1）應不同于VPN部署BGP連接所使用的本地接口（如環回接口2）。環路路由反射器反射發送的VPN路由信息，只限于歸屬地各PE確定需要發送給歸屬CE的VPN路由信息；同時對于從環路路由反射器客戶端接收的VPN路由，不用作路由分發引入使用。

下面結合圖1和圖2，對PE3上的VPN路由選路過程給出該解決方案的具體分析（重點分析PE3，PE4選路過程類似）。

步驟101a：PE3從其他PE接收VPN路由信息，之后執行步驟102a。

步驟102a：判斷PE3從其他PE接收的VPN路由信息是否存在于從歸屬CE2上接收到的VPN路由中，若是，則執行步驟107a，若否，則執行步驟103a。

步驟103a：PE3選擇從其他PE接收的VPN路由信息更新VRF的路由表項信息，并將接收的VPN路由信息向CE2發送，同時，PE3向PE4反射VPN路由信息，之后執行步驟104a和步驟106a。

步驟104a：CE3將從CE2接收的VPN路由和CE3本地VPN路由向PE4發送。

步驟105a：PE3從CE2接收VPN路由，之后執行步驟102a。

步驟106a：PE3存儲PE4反射的VPN路由信息，之后執行步驟107a。

步驟107a：判斷從CE2接收的VPN路由信息是否已存在于PE4向PE3反射的VPN路由信息中若是，則執行步驟109a，若否，則執行步驟108a。

步驟108a：PE3選擇從CE2接收的VPN路由信息更新VRF的路由表項信息并將VPN路由信息發送給其他PE。

步驟109a：判斷PE3是否已將從CE2接收的VPN路由信息發送給其他PE；若是，則執行步驟110a，若否，則執行步驟103a。

步驟110a：向其他PE發送撤銷從CE2 接收的VPN路由信息的請求，之后執行步驟103a。

其中步驟101a中PE3從其他PE接收VPN路由信息，可以是從PE1/PE2接收用戶網絡A中的10.0.0.0/8 路由，也可以是從PE4接收用戶網絡B中的192.168.0.0/16路由。

其中步驟102a中，PE3對于從其他PE接收的10.0.0.0/8VPN路由信息，并未從歸屬CE2接收到（由于CE2水平分割原理不會將10.0.0.0/8路由發送給PE3），因此執行步驟103a；而PE3對于從其他PE接收的192.168.0.0/16VPN路由信息，已從歸屬CE2接收到192.168.0.0/16的VPN路由，因此執行步驟107a。

其中步驟103a中，從其他PE接收的10.0.0.0/8VPN路由信息向CE2發送，同時，PE3向PE4反射該VPN路由信息。

其中步驟104a中，若CE3從CE2接收的為10.0.0.0/8VPN路由信息，則將接收的10.0.0.0/8VPN路由信息（當然CE3也會將本地192.168.0.0/16VPN路由信息發送）向PE4發送。

其中步驟107a中，判斷PE3從PE4接收的192.168.0.0/16反射VPN路由與從CE2接收的192.168.0.0/16VPN路由是否相同。

其中步驟108a中，PE3將從CE2接收的VPN路由發送給其他PE可以是PE1、PE2 或PE4。

其中步驟109a中，判斷若PE3已經向PE1、PE2或PE4發送了從CE2接收的VPN路由（因沒有收到PE4反射的路由信息前接收到從CE2接收的VPN路由，因此PE3會將從CE2接收的VPN路由向PE1、PE2或PE4發送），則步驟110a中向PE1、PE2或PE4發送撤銷該VPN路由的請求。

最終拓撲穩定后：對于10.0.0.0/8這條路由，PE3和PE4都會選擇從PE1/PE2接收的VPN路由來更新VRF路由表項，并將該路由發送給歸屬CE2/CE3的同時，通過環路路由反射器將該路由反射給歸屬地對端PE（即通過PE3將該路由反射給PE4、通過PE4將該路由反射給PE3）；而對于192.168.0.0/16這條路由，PE3和PE4都會從歸屬CE2/CE3接收的VPN路由來更新VRF路由表項，同時將其互相發送給對端、以及PE1/PE2。

4 結語

綜上所述，該方案借助路由反射的做法，通過將發送給歸屬CE的VPN路由信息互相反射給雙歸屬接入的PE，使環路問題在歸屬PE上就可以判斷知曉，不需要CE參與環路判斷，對CE設備要求低。同時又解決了CE雙歸屬組網接入鏈路使用不同的路由交換協議時，可能出現的路由環路問題。

參考文獻

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