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了解平滑重启

总结 平滑重启允许在重启过程中不中断数据包转发和临时抑制所有路由协议更新。

平滑重启概念

借助路由协议,任何服务中断都需要受影响的路由器重新计算与相邻路由器的邻接,恢复路由表条目,并更新其他协议特定的信息。路由器不受保护的重启可能会导致转发延迟、路由翻动、协议重新融合导致的等待时间,甚至丢包。平稳重启的主要优势是不间断数据包转发和临时抑制所有路由协议更新。平滑重启使路由器能够传递对网络其余部分隐藏的中间融合状态。

瞻博网络路由平台提供三种主要类型的平滑重启:

  • 聚合和静态路由以及路由协议的平滑重启 — 为聚合和静态路由以及边界网关协议 (BGP)、终端系统到中间系统 (ES-IS)、中间系统到中间系统 (IS-IS)、开放最短路径优先 (OSPF)、路由信息协议 (RIP)、下一代 RIP (RIPng) 和协议无关组播 (PIM) 稀疏模式路由协议提供保护。

  • MPLS 相关协议的平滑重启 — 为标签分配协议 (LDP)、资源预留协议 (RSVP)、电路交叉连接 (CCC) 和转换交叉连接 (TCC) 提供保护。(在 OCX 系列交换机上不受支持。)

  • 虚拟专用网络 (VPN) 的平滑重启 — 为第 2 层和第 3 层 VPN 提供保护。

平滑重启对路由协议和 MPLS 协议的工作方式类似,并结合这些协议类型的组件,在 VPN 中实现平滑重启。平稳重启的主要优势是不间断数据包转发和临时抑制所有路由协议更新。因此,平滑重启使路由器能够通过对网络其余部分隐藏的中间融合状态。

大多数平滑重启实施都定义了两种类型的路由器:重新启动路由器和帮助路由器。重新启动的路由器需要快速恢复转发状态信息,以便恢复网络流量的转发。在此过程中,帮助器路由器会协助重新启动的路由器。平滑重启配置语句通常影响重新启动路由器或帮助路由器。

聚合和静态路由的平滑重启

在层次结构级别包含 graceful-restart 语句 [edit routing-options] 时,已配置的任何静态路由或聚合路由均会受到保护。由于没有辅助路由器协助重新启动,因此当路由器重新启动(而不是被丢弃或刷新)时,这些路由会保留在转发表表中。

平滑重启和路由协议

本节介绍以下主题:

Bgp

启用 BGP 平滑重启的路由器重新启动后,它将在其转发表中保留 BGP 对等路由,并将它们标记为过时。但是,在重新启动期间,它会继续将流量转发给其他对等方(或接收对等方)。要重新建立会话,重新启动路由器会在 BGP OPEN 消息中设置“重启状态”位,并将其发送至所有参与的对等方。接收对等方通过包含路由结束表标记的消息回复重新启动的路由器。当重新启动的路由器或交换机从接收对等方收到所有回复时,重新启动的路由器会执行路由选择,更新转发表,并且之前标记为过时的路由将被丢弃。此时,所有 BGP 会话都会重新建立,重新启动的对等方可以像往常一样接收和处理 BGP 消息。

当重新启动的路由器进行其处理时,接收对等方也会临时保留路由信息。当接收对等方检测到 TCP 传输重置时,它会保留收到的路由,并将路由标记为过时。使用重新启动的路由器或交换机重新建立会话后,过时的路由将被更新的路由信息所取代。

IS-IS

通常,当发生更改时,IS-IS 路由器会将邻接邻移动至关闭状态。但是,启用 IS-IS 平滑重启的路由器会发送在重启类型长度值 (TLV) 消息中设置的重启请求 (RR) 位的 Hello 消息。这向相邻路由器表示正在进行平稳重启,并且保持 IS-IS 邻接完好无损。相邻路由器必须自行解释和实施重启信号。除了保持邻接,邻接方还向重新启动的路由器发送完整的序列号 PDU (CSNP)并泛洪其整个数据库。

重新启动的路由器在正常重启时,绝不会向 IS-IS 邻接方泛洪任何自己的链路状态 PDU (LSP,包括伪节点 LSP)。这使得邻接方能够在不过渡到关闭状态的情况下重新建立其邻接,并使重新启动的路由器能够重新初始化平稳的数据库同步。

OSPF 和 OSPFv3

启用 OSPF 平滑重启的路由器重新启动时,它会在其转发表中保留重启前获知的路由。路由器不允许新的 OSPF 链路状态通告 (LSA) 更新路由表。此路由器继续将流量转发给其他 OSPF 邻接方(或助手路由器),并在重新启动期间仅发送有限数量的 LSA。要与邻接方重新建立 OSPF 邻接,重新启动的路由器必须向所有邻接方发送宽限 LSA。作为响应,帮助器路由器将进入助手模式,并将确认发送回重新启动的路由器。如果未更改拓扑,则辅助路由器会继续播发 LSA,就像重新启动的路由器保持连续 OSPF 操作一样。

当重新启动的路由器收到所有助手路由器的回复时,重新启动的路由器会选择路由,更新转发表,并丢弃旧路由。此时,将重新建立完整的 OSPF 邻接,重新启动的路由器会像往常一样接收和处理 OSPF LSA。当辅助路由器不再从重新启动路由器接收宽限 LSA 或网络拓扑发生变化时,辅助路由器也会恢复正常运行。

注意:

有关标准帮助器模式实现的详细信息,请参阅 RFC 3623, 平滑 OSPF 重启

从 11.3 版开始,Junos OS 支持基于重启信令的帮助器模式,以实现 OSPF 平滑重启配置。默认情况下,会启用标准和基于重启信令的帮助器模式。在基于重启信令的助手模式实现中,仅在重新启动完成后,重新启动路由器才会将重启状态中继到其邻接方。重新启动完成后,重新启动路由器会将 重启信号RS) 位(在 hello 数据包标头中设置)位的 hello 消息发送到其助手路由器。当帮助器路由器收到一个在标头中设置的 RS 位的 hello 数据包时,帮助路由器会向重新启动的路由器返回一条 hello 消息。来自帮助器路由器的回复 hello 消息包含 ResyncState 标志和 “重新同步时间输出 ”计时器,使重新启动的路由器能够跟踪与之同步的帮助路由器。当所有帮助器完成同步时,重新启动的路由器将退出重启模式。

注意:

有关基于重启信令的平滑重启助手模式实现的详细信息,请参阅 RFC 4811、 OSPF 带外链路状态数据库 (LSDB) 重新同步、RFC 4812、 OSPF 重启信号和 RFC 4813, OSPF 链路本地信令

OSPFv3 配置不支持基于重启信令的平滑重启助手模式。

PIM 稀疏模式

PIM 稀疏模式使用称为 生成标识符 的机制来指示需要平滑重启。默认情况下,PIM hello 消息中包含生成标识符。由每个 PIM 邻接方创建一个初始生成标识符,用于建立设备功能。当其中一个 PIM 邻接方重新启动时,它会向其邻接方发送新一代标识符。所有支持平滑重启且通过点对点链路辅助连接的邻接方都会向重新启动的邻接方发送组播更新。

当 PIM 状态变为稳定或重新启动间隔计时器过期时,重新启动阶段就会完成。如果邻接方不支持平滑重启,或使用多点接口相互连接,则重新启动路由器将使用重启间隔计时器来定义重启时间。

RIP 和 RIPng

启用 RIP 平滑重启的路由器重新启动时,已配置的路由将得到保护。由于没有辅助路由器协助重新启动,因此当路由器重新启动(而不是被丢弃或刷新)时,这些路由会保留在转发表表中。

平滑重启和 MPLS 相关协议

本节包含以下主题:

自民党

LDP 平滑重启使 LDP 控制平面正在重新启动的路由器能够继续转发流量,同时从相邻路由器恢复其状态。它还支持启用帮助器模式的路由器,以协助试图重新启动 LDP 的相邻路由器。

在会话初始化期间,路由器会播发其执行 LDP 平稳重启的能力,或者通过发送平稳重启TLV来利用执行 LDP 平滑重启的邻接方的优势。此TLV包含两个与 LDP 平滑重启相关的字段:重新连接时间和恢复时间。重新连接和恢复时间的值表示路由器支持的平滑重启功能。

在 Junos OS 中,默认的重新连接时间配置为 60 秒,并且可由用户配置。重新连接时间是指帮助器路由器等待重新启动的路由器建立连接的时长。如果在重新连接间隔内未建立连接,将终止 LDP 会话的平滑重新启动。默认最大重新连接时间为 120 秒,可由用户配置。最大重新连接时间是帮助程序路由器从重新启动邻接方接受的最大值。

当路由器发现相邻路由器正在重新启动时,它会等到恢复时间结束后再尝试重新连接。恢复时间是指路由器等待 LDP 正常重新启动的时间长度。当发送或接收初始化消息时,恢复时间段就开始了。此时间段通常也是相邻路由器维护有关重新启动路由器信息的时间长度,以便继续转发流量。

您可以在 LDP 协议的主实例中和特定路由实例中配置 LDP 平滑重启。您可以在全局级别为所有协议禁用平滑重启,在协议级别上仅限 LDP,并且仅适用于特定路由实例。

Rsvp

RSVP 平滑重启使正在重新启动的路由器能够将其情况通知相邻邻接方。重新启动的路由器会向邻接方或对等方请求一个宽限期,后者随后可以与重新启动的路由器配合。重新启动的路由器在重新启动期间仍然可以转发 MPLS 流量;网络中的融合不会中断。重新启动对网络的其他部分不可见,并且重新启动的路由器不会从网络拓扑中移除。可以在传输路由器和入口路由器上启用 RSVP 平滑重启。它同时适用于点对点 LSP 和点对多点 LSP。

CCC 和 TCC

CCC 和 TCC 平滑重启可以使客户边缘 (CE) 路由器之间的第 2 层连接正常重新启动。这些第 2 层连接配置了 远程接口交换机lsp-switch 语句。由于这些 CCC 和 TCC 连接对 RSVP LSP 具有隐式依赖性,因此 CCC 的平滑重启和 TCC 使用 RSVP 平滑重启功能。

必须在提供商边缘 (PE) 路由器和提供商 (P) 路由器上启用 RSVP 平滑重启,以便为 CCC 和 TCC 实现平稳重启。此外,由于 RSVP 用作信令标签信息的信令协议,因此相邻路由器必须使用助手模式来协助执行 RSVP 重启过程。

了解 OSPF 平滑重启的基于重启信令的助手模式支持

从 11.4 版开始,Junos OS 支持基于重启信令的辅助模式,以实现 OSPF 平滑重启配置。

注意:
  • OSPFv3 配置不支持基于重启信令的平滑重启助手模式。

  • 11.4 版之前的 Junos OS 版本和 OSPFv3 配置仅支持 RFC 3623 中定义的标准辅助模式。有关标准帮助器模式实现的详细信息,请参阅 RFC 3623 和 Junos OS 高可用性配置指南

默认情况下,无论设备上的平滑重启配置状态如何,标准助手模式和基于重启信令的帮助器模式均处于启用状态。

在基于重启信令的助手模式实施中,仅在重新启动完成后,重新启动路由器才会将重启状态通知给邻接方。重新启动完成后,重新启动路由器会将 重启信号RS) 位(在 hello 数据包标头中设置)位的 hello 消息发送到其助手路由器。当帮助器路由器收到一个在标头中设置的 RS 位的 hello 数据包时,帮助路由器会向重新启动的路由器返回一条 hello 消息。来自帮助器路由器的回复 hello 消息包含 ResyncState 标志和 “重新同步时间输出 ”计时器,使重新启动的路由器能够跟踪与之同步的帮助路由器。当所有帮助器完成同步时,重新启动的路由器将退出重启模式。

有关基于重启信令的平滑重启助手模式实现的详细信息,请参阅 RFC 4811, OSPF 带外链路状态数据库 (LSDB) 重新同步、RFC 4812、 OSPF 重启信令和 RFC 4813、 OSPF 链路本地信令

平滑重启以及第 2 层和第 3 层 VPN

VPN 平滑重启使用三种类型的重启功能:

  1. 所有 PE 到 PE BGP 会话均使用 BGP 平滑重启功能。这会影响承载网络层可访问性信息 (NLRI) 的任何服务信令数据的会话,例如 IPv4 VPN 或第 2 层 VPN NLRI。

  2. 所有核心路由器均使用 OSPF、IS-IS、LDP 或 RSVP 平滑重启功能。由这些协议添加的路由用于解析第 2 层和第 3 层 VPN NLRI。

  3. 协议重启功能用于 PE 和客户边缘 (CE) 路由器之间使用的任何第 3 层协议(RIP、OSPF、LDP 等)。这不适用于第 2 层 VPN,因为 CE 和 PE 路由器之间使用的第 2 层协议不具备平滑重启功能。

在 VPN 正常重启之前,所有组件都必须平稳重新启动。换句话说,路由器必须保留其转发状态,并请求邻接方在重新启动时继续转发到路由器。如果满足所有条件,VPN 平滑重启会对重新启动的路由器实施以下规则:

  • 路由器必须等待接收来自其他 PE 路由器的所有 BGP NLRI 信息,然后才能向 CE 路由器公布路由。

  • 路由器必须等待所有路由实例中的所有协议融合(或完成重启过程),然后才能向其他 PE 路由器发送 CE 路由器信息。换言之,路由器必须等待所有实例信息(无论是从本地配置派生还是从远程对等方接收的播发)得到处理,然后才能将此信息发送至其他 PE 路由器。

  • 路由器必须保留 实例.mpls.0 表中的所有转发状态,直到分配新的标签和传输路由并通告给其他 PE 路由器(以及运营商情景中的 CE 路由器)。

    如果未满足任何条件,则 VPN 平滑重启无法跨 VPN 基础架构在 CE 路由器之间提供不间断转发。

逻辑系统上的平滑重启

对于逻辑系统,平滑重启的作用就像在主路由器中平稳重启一样。唯一的不同之处在于语句的位置 graceful-restart

  • 对于逻辑系统,请将语句graceful-restart[edit logical-systems logical-system-name routing-options]包含在层次结构级别。

  • 对于逻辑系统内的路由实例,请将语句 graceful-restart 包含在 [edit logical-systems logical-system-name routing-options] 层级和 [edit logical-systems logical-system-name routing-instances instance-name routing-options] 层级。

平滑重启系统要求

所有路由平台均支持平滑重启。要对特定功能实施平稳重启,您的系统必须满足以下最低要求:

  • Junos OS 5.3 或更高版本,适用于聚合路由、BGP、IS-IS、OSPF、RIP、RIPng 或静态路由平滑重启。

  • 用于出口提供商边缘 (PE) 路由器上的 RSVP 的 Junos OS 5.5 或更高版本。

  • 适用于 LDP 平稳重启的 Junos OS 5.5 或更高版本。

  • 适用于平滑重启的 CCC、TCC、第 2 层 VPN 或 3 层 VPN 实施的 Junos OS 5.6 或更高版本。

  • Junos OS 6.1 或更高版本,用于在入口 PE 路由器上实现 RSVP 平稳重启。

  • 适用于 PIM 稀疏模式平滑重启的 Junos OS 6.4 或更高版本。

  • 适用于 ES-IS 平滑重启的 Junos OS 7.4 或更高版本。

  • BFD 会话的 Junos OS 8.5 或更高版本(仅限帮助模式)— 如果节点正在经历平稳重启,并且其 BFD 会话分发到数据包转发引擎,则对等节点可以帮助对等方正常重新启动。

  • 适用于 BGP 的 Junos OS 9.2 或更高版本可支持助手模式,而无需配置平滑重启。