僞裝網絡工程師21——利用MPLS解決BGP路由黑洞

1、背景說明

在bgp網絡中爲了防止路由環路，採起了ibgp水平分割法則，這要求一個as內部的bgp speaker須要兩兩創建對等體或使用路由反射器（後續介紹），不然就會出現路由黑洞。本文介經過mpls標籤轉發路徑的方式進行傳遞BGP路由。

2、實驗拓撲

本次實驗拓撲以下圖所示：

• ip地址如圖所示，路由器底層運行ospf協議
• 路由器的lo0接口地址爲x.x.x.x/32（x爲路由器編號），該地址也是route-id、lsr-id，做爲ospf鄰居，bgp對等體，ldp鄰居之間的通訊地址
• R1和R4上的lo1接口模擬客戶端路由，不宣告進as1234，R1與R4之間經過lo0接口創建ibgp鏈接，R二、R3上不運行bgp，11.11.11.11/24與44.44.44.44/24在R1和R4的bgp中起源
• 各接口ip地址配置步驟省略

  3、實驗步驟

  1.創建ospf與bgp鄰居關係

• R1上的配置

#創建ospf鄰居
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.1 0.0.0.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0

#創建bgp對等體
[R1]bgp 1234
[R1-bgp]router-id 1.1.1.1
[R1-bgp]peer 4.4.4.4 as 1234
[R1-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface lo0

• R2上的配置

  #創建ospf鄰居
  [R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
  [R2-ospf-1]area 0
  [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.2 0.0.0.0
  [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.2 0.0.0.0
  [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0

• R3上的配置

  #創建ospf鄰居
  [R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3
  [R3-ospf-1]area 0
  [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.3 0.0.0.0
  [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 34.0.0.3 0.0.0.0
  [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0

• R4上的配置

#創建ospf鄰居
[R4]ospf 1 router-id 4.4.4.4
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 34.0.0.4 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 4.4.4.4 0.0.0.0

#創建bgp對等體
[R4]bgp 1234
[R4-bgp]router-id 4.4.4.4
[R4-bgp]peer 1.1.1.1 as 1234
[R4-bgp]peer 1.1.1.1 connect-interface lo0

2.bgp路由黑洞的產生

• 在R1和R4上起源lo1接口地址

[R1]bgp 1234
[R1-bgp]network 11.11.11.0 24

[R4]bgp 1234
[R4-bgp]network 44.44.44.0 24

• 確認R4已收到R1發來的lo1接口路由，並將該路由已加載到路由表中
  

• 此時bgp路由已相互學習到，但沒法通訊

  [R1]ping -a 11.11.11.11 44.44.44.44
  PING 44.44.44.44: 56  data bytes, press CTRL_C to break
  Request time out
  Request time out
  Request time out
  Request time out
  Request time out
  
  --- 44.44.44.44 ping statistics ---
  5 packet(s) transmitted
  0 packet(s) received
  100.00% packet loss

  3.路由黑洞根因定位

• 路由傳輸層面
  首先，從路由傳輸層面進行分析。R1經過ibgp將11.11.11.11/24路由傳給R4
  
  儘管R二、R3沒有運行bgp，但R1與R4底層用於創建bgp對等體的lo0接口之間路由層可以正常通訊，因此bgp路由表會經過update報文將11.11.11.11/24路由傳遞給對方
  
• 數據傳輸層面
  
  看完了路由層面，如今來看數據傳輸層面，R4要將數據包發到對等體R1，但R4不能直接把數據包扔給R1，必須是一跳一跳的到達R1，這一點在R4的路由表中能夠看到，儘管下一跳是1.1.1.1，可是須要通過遞歸下一跳（RelayNextHop: 34.0.0.3 ）R3
  
  此時R3上並無目的地址是11.11.11.11/24的路由，因此直接丟棄，形成通訊失敗
  

  4.使用mlps解決bgp路由黑洞

• R1上啓用mpls，構建ldp鄰居（其他路由器作一樣動做此處省略）
  
  至此，mpls配置完成，但此時發現，仍然沒法通訊，檢查R4去往11.11.11.11/24信息發現「TunnelID: 0x0」，說明並無進入lsp路徑轉發，仍然是ip報文轉發，緣由是華爲設備默認不去隧內作遞歸
  
• 開啓隧道內遞歸，發現它走0x1隧道
  
  查看0x1隧道，能夠到看數據包被壓上R3給他分的值爲1024的label，而此時的目的ip地址也由ip報文轉發時的11.11.11.11/24變成了1.1.1.1
  
  由於R1~R4都運行了ldp因此每一個路由器都爲1.1.1.1/32這個fec分配了label，經過tracert能夠查看變遷轉發路徑
  
  因此此時數據傳輸以下圖所示，其中R二、R3給1.1.1.1/32分配的label都爲1024