浅析递归环路在IDC网络中的危害及优化方法

浅析递归环路在 IDC网络中的危害及优化方法

冯巧新

中国移动通信集团河北有限公司 河北 石家庄 050000

摘要：本文介绍了中国移动IDC网络的实际组网情况，并重点对IDC网络存在递归环路的现象进行了剖析，说明了递归环路的危害以及规避此问题的优化方法。

关键词：网络 递归 环路 下一跳

1. 引言

互联网数据中心（ IDC， Internet Data Centre）是适应信息时代的市场需要而诞生的一种新兴业务，它为网站、企业、政府等用户提供 IT 管理的专业服务。

近几年 IDC 已成为中国移动为客户提供互联网服务的极为重要的业务平台，并快速发展。未来无论运营商开展数字家庭、政企信息化业务，还是内容和应用服务，IDC都已经成为了数字服务的基础设施，是运营商网络重构的关键一环。

IDC当前承载的业务主要是大带宽业务，IDC网络运行的稳定性可靠性会直接影响到客户业务的正常运行和体验感知，排查IDC网络中的隐患应作为运维工作中的一项重要工作。

2. IDC网络路由组织及拓扑结构

1. IDC内部路由组织：

• IDC网络内部所有基础网络设备运行在OSPF AREA 0内。

• 汇聚交换机在ospf进程中重发布指向客户侧的静态路由，引导出口路由器转发流量至汇聚交换机。

• 出口路由的ospf进程中配置非强制下发默认路由，引导汇聚交换机的上行出局流量。

2. IDC外部路由组织：

• IDC出口路由器与省网CMNET核心路由器运行ISIS协议并工作在LEVEL2级别。

• IDC出口路由器与省网CMNET核心路由器/IPV4路由反射器建立IBGP邻居，作为省核心反射客户端，接收全省的城域网业务路由。引导省内业务流量

• IDC出口路由器与骨干CMNET的BC路由器建立EBGP邻居，接受国内其他省份移动的业务路由，引导至外省的业务流量。

3. IDC网络拓扑：

• 网络内部采用高可靠的FULL-MESH全网状结构，每方向设立链路聚合组以便后续扩充带宽。

• 至省网方向及骨干方向的组网结构依旧是高可靠的FULL-MESH全网状结构，满足高可靠设计规范并实现流量的负载分担。

3. 递归环路成因的相关论述

在承载客户业务时，汇聚交换机与客户出口设备采用N条独立的链路进行

对接，一般使用30位或31位IP地址互联。在汇聚交换机上配置N条等价静态路由指向客户侧并重分布至OSPF中，因此IDC出口路由器可以学习到相应的5类LSA并计算出OSPF外部路由，出接口是与汇聚交换机互联的聚合口。

IDC出口路由器通过BGP向省内（IBGP）CMNET及向骨干（EBGP）CMNET发布业务路由时采用的方式为：

• 全局模式下配置黑洞路由，全局路由表形成汇总的路由，可以防止路由可能发生的频繁收敛

• 在BGP模式下发布（network）全局路由表中存在的业务网段至省网和骨干网。

如果出口路由器的OSPF进程内引入了没有进行路由策略控制的静态路由，上述的黑洞路由势必会引入OSPF DOMAIN内，故汇聚交换机会学习到整个IDC的汇总业务段路由。

当汇聚交换机与客户对接的某些链路中断，设备根据静态路由的下一跳进行递归查询时，由于互联地址属于从出口路由器学习的汇总路由的子网，因此可以递归成功，汇聚交换机的转发表中关于该静态路由的下一跳为出口路由器的某聚合端口的地址，此时并不是所有对接链路中断，因此出口路由器依然可以学习到关于汇聚交换机上的相关客户业务路由，出口路由器转发至汇聚交换机的流量，汇聚交换机会进行哈希散列计算，将流量命中至对接链路的某条链路，如果命中至中断的链路，那么由于之前的递归过程，会将流量发送至出口路由器，路由器进一步会将流量发送至汇聚交换机，于是就发生了环路，直至数据包的TTL值减为0为止。

很显然，发生环路后，业务流量未能正确转发至客户网络内，客户业务受损。从IDC的视角看，流量在汇聚交换机与出口路由器之间反复折返浪费了宝贵的链路带宽。如果与客户对接有N条链路，中断了M条链路，在流的数量较大的情况下，从客户网络的视角看，丢包率为M/N。

4. 解决递归环路，优化网络的方法

在出口设备的IGP协议中引入静态路由时要携带路由策略，通过路由策略引用前缀列表精准控制需要引入的路由；如不需要引入静态路由时，不建议配置引入静态路由的命令，此方法基本上规避了IDC组网环境中的递归环路。

若进一步对网络进行优化，可在汇聚交换机与客户网络对接时，添加静态路由时，除配置下一跳，也携带上路由出接口，这样可以达到某链路中断时，静态路由立即失效，不再会发生递归的问题。

两种方法的结合彻底根除了IDC组网环境中的递归环路问题，减少了给客户业务带来的损失。

结束语

业务流量要长期达到在网络内东西通透，南北纵横的目标，除了要保证网络运行环境，设备本身及链路的稳定良好外，也要足够重视设备的配置是否会影响到网络在发生某些异常情况下的正常运行。

参考文献：

[1] 托马斯、卢泽新、彭伟、白建军. OSPF网络设计解决方案[M]. 人民邮电出版社.2004. ISBN：9787115118073

[2] 林成浴. TCP/IP协议及其应用[M].清华大学出版社.2013. ISBN：9787115325228

[3] 维尼特贾恩. BGP路由协议排错指南[M].电子工业出版社.2018. ISBN：7115484503