Grundlegendes zu einem graceful-Restart

BGP

Wenn ein Router, der für den ordnungsgemäßen Neustart von BGP aktiviert ist, neu gestartet wird, behält er die BGP-Peer-Routen in seiner Weiterleitungstabelle bei und markiert sie als veraltet. Der Datenverkehr wird jedoch während des Neustarts weiterhin an andere Peers (oder empfangende Peers) weitergeleitet. Um Sitzungen wiederherzustellen, setzt der neu startende Router das Bit "restart state" in der BGP OPEN-Nachricht und sendet es an alle teilnehmenden Peers. Die empfangenden Peers antworten dem neu startenden Router mit Nachrichten, die Markierungen für das Ende der Routing-Tabelle enthalten. Wenn der neu startende Router oder Switch alle Antworten von den empfangenden Peers erhält, führt der Neustart-Router eine Routenauswahl durch, die Weiterleitungstabelle wird aktualisiert und die zuvor als veraltet markierten Routen werden verworfen. Zu diesem Zeitpunkt werden alle BGP-Sitzungen wiederhergestellt, und der neu startende Peer kann BGP-Nachrichten wie gewohnt empfangen und verarbeiten.

Während der Neustart des Routers die Verarbeitung ausführt, speichern die empfangenden Peers auch vorübergehend Routing-Informationen. Wenn ein empfangender Peer erkennt, dass der TCP-Transport zurückgesetzt wird, behält er die empfangenen Routen bei und markiert die Routen als veraltet. Nachdem die Sitzung mit dem neu startenden Router oder Switch wiederhergestellt wurde, werden die veralteten Routen durch aktualisierte Routeninformationen ersetzt.

IS-IS

Normalerweise verschieben IS-IS-Router benachbarte Router in den inaktiven Zustand, wenn Änderungen auftreten. Ein Router, der für den ordnungsgemäßen Neustart von IS-IS aktiviert ist, sendet jedoch Hello-Nachrichten, bei denen das RR-Bit (Restart Request) in einer TLV-Nachricht (Restart Type Length Value) festgelegt ist. Dies zeigt benachbarten Routern an, dass ein ordnungsgemäßer Neustart durchgeführt wird und dass die IS-IS-Nachbarschaft intakt gelassen werden soll. Die benachbarten Router müssen die Restart-Signalisierung selbst interpretieren und implementieren. Neben der Aufrechterhaltung der Nachbarschaft senden die Nachbarn vollständige Sequenznummer-PDUs (CSNPs) an den neu startenden Router und überfluten ihre gesamte Datenbank.

Der neu startende Router überflutet niemals seine eigenen Link State PDUs (LSPs), einschließlich Pseudonode-LSPs, an IS-IS-Nachbarn, während er einen ordnungsgemäßen Neustart durchläuft. Auf diese Weise können Nachbarn ihre Nachbarschaften wiederherstellen, ohne in den inaktiven Zustand zu wechseln, und ermöglicht es dem neu startenden Router, eine reibungslose Datenbanksynchronisierung zu initiieren.

OSPF und OSPFv3

Wenn ein Router, der für OSPF Graceful Restart aktiviert ist, neu gestartet wird, behält er die vor dem Neustart gelernten Routen in seiner Weiterleitungstabelle bei. Der Router lässt nicht zu, dass neue OSPF-LSAs (Link State Advertisements) die Routing-Tabelle aktualisieren. Dieser Router leitet weiterhin Datenverkehr an andere OSPF-Nachbarn (oder Hilfsrouter) weiter und sendet während des Neustarts nur eine begrenzte Anzahl von LSAs. Um OSPF-Nachbarschaften mit Nachbarn wiederherzustellen, muss der neu startende Router eine Kulanz-LSA an alle Nachbarn senden. Daraufhin wechseln die Hilfsrouter in den Hilfsmodus und senden eine Bestätigung an den neu startenden Router zurück. Wenn keine Topologieänderungen vorgenommen werden, kündigen die Hilfsrouter weiterhin LSAs an, als ob der neu startende Router im kontinuierlichen OSPF-Betrieb geblieben wäre.

Wenn der neu startende Router Antworten von allen Hilfsroutern erhält, wählt der neu startende Router Routen aus, aktualisiert die Weiterleitungstabelle und verwirft die alten Routen. An diesem Punkt werden die vollständigen OSPF-Nachbarschaften wiederhergestellt, und der neu startende Router empfängt und verarbeitet OSPF-LSAs wie gewohnt. Wenn die Hilfsrouter keine Kulanz-LSAs mehr vom neu startenden Router erhalten oder sich die Topologie des Netzwerks ändert, nehmen die Hilfsrouter ebenfalls den normalen Betrieb wieder auf.

Ab Version 11.3 unterstützt Junos OS den auf Neustartsignalen basierenden Hilfsmodus für OSPF-Konfigurationen mit ordnungsgemäßem Neustart. Die Hilfsmodi, sowohl Standard- als auch Restart-Signalisierungs-basiert, sind standardmäßig aktiviert. Bei Implementierungen des auf Neustartsignalen basierenden Hilfsmodus gibt der Neustartrouter den Neustartstatus erst nach Abschluss des Neustarts an seine Nachbarn weiter. Wenn der Neustart abgeschlossen ist, sendet der Neustartrouter Hello-Nachrichten an seine Hilfsrouter, wobei das RS-Bit (Restart Signal) im Hello-Paket-Header festgelegt ist. Wenn ein Hilfsrouter ein Hallo-Paket empfängt, bei dem das RS-Bit im Header festgelegt ist, gibt der Hilfsrouter eine Hallo-Nachricht an den neu startenden Router zurück. Die Antwort-Hello-Nachricht des Hilfsrouters enthält das ResyncState-Flag und den ResyncTimeout-Timer, mit denen der Neustartrouter die Hilfsrouter nachverfolgen kann, die mit ihm synchronisiert werden. Wenn alle Helfer die Synchronisierung abgeschlossen haben, verlässt der Neustart-Router den Neustartmodus.

PIM-Sparse-Mode

Im PIM-Sparse-Modus wird ein Mechanismus verwendet, der als Generierungsbezeichner bezeichnet wird, um die Notwendigkeit eines ordnungsgemäßen Neustarts anzuzeigen. Generierungsbezeichner sind standardmäßig in PIM-Begrüßungsnachrichten enthalten. Ein anfänglicher Generierungsbezeichner wird von jedem PIM-Nachbarn erstellt, um Gerätefunktionen festzulegen. Wenn einer der PIM-Nachbarn neu gestartet wird, sendet er einen Bezeichner der neuen Generation an seine Nachbarn. Alle Nachbarn, die einen ordnungsgemäßen Neustart unterstützen und über Punkt-zu-Punkt-Links verbunden sind, helfen beim Senden von Multicast-Updates an den neu startenden Nachbarn.

Die Neustartphase ist abgeschlossen, wenn entweder der PIM-Zustand stabil wird oder wenn der Timer für das Neustartintervall abläuft. Wenn die Nachbarn keinen ordnungsgemäßen Neustart unterstützen oder keine Verbindung zueinander über Mehrpunktschnittstellen herstellen, verwendet der Neustartrouter den Zeitgeber für das Neustartintervall, um den Neustartzeitraum zu definieren.

RIP und RIPng

Wenn ein Router, der für RIP Graceful Restart aktiviert ist, neu gestartet wird, sind die konfigurierten Routen geschützt. Da kein Hilfsrouter beim Neustart hilft, bleiben diese Routen während des Neustarts des Routers in der Weiterleitungstabelle erhalten (anstatt verworfen oder aktualisiert zu werden).

LDP

LDP Graceful Restart ermöglicht es einem Router, dessen LDP-Steuerungsebene neu gestartet wird, den Datenverkehr weiter weiterzuleiten und gleichzeitig seinen Zustand von benachbarten Routern wiederherzustellen. Außerdem wird ein Router, auf dem der Hilfsmodus aktiviert ist, aktiviert, um einen benachbarten Router zu unterstützen, der versucht, LDP neu zu starten.

Während der Sitzungsinitialisierung kündigt ein Router seine Fähigkeit an, einen LDP-Graceful-Restart durchzuführen oder einen Nachbarn, der einen LDP-Graceful-Restart durchführt, zu nutzen, indem er den Graceful-Restart-TLV sendet. Diese TLV enthält zwei Felder, die für den ordnungsgemäßen LDP-Neustart relevant sind: die Zeit für die Wiederherstellung der Verbindung und die Wiederherstellungszeit. Die Werte der Wiederverbindungs- und Wiederherstellungszeiten geben die vom Router unterstützten ordnungsgemäßen Neustartfunktionen an.

Die Standardzeit für die Wiederherstellung der Verbindung wird in Junos OS mit 60 Sekunden konfiguriert und ist vom Benutzer konfigurierbar. Die Zeit für die Wiederherstellung der Verbindung gibt an, wie lange der Hilfsrouter wartet, bis der neu startende Router eine Verbindung hergestellt hat. Wenn die Verbindung nicht innerhalb des Intervalls für die erneute Verbindung hergestellt wird, wird der ordnungsgemäße Neustart für die LDP-Sitzung beendet. Die standardmäßige maximale Zeit für die Wiederherstellung der Verbindung beträgt 120 Sekunden und ist vom Benutzer konfigurierbar. Die maximale Zeit für die Wiederherstellung der Verbindung ist der maximale Wert, den ein Hilfsrouter von seinem Neustartnachbarn akzeptiert.

Wenn ein Router feststellt, dass ein benachbarter Router neu gestartet wird, wartet er bis zum Ende der Wiederherstellungszeit, bevor er versucht, die Verbindung wiederherzustellen. Die Wiederherstellungszeit ist die Zeitspanne, die ein Router auf einen ordnungsgemäßen Neustart von LDP wartet. Der Wiederherstellungszeitraum beginnt, wenn eine Initialisierungsnachricht gesendet oder empfangen wird. Dieser Zeitraum ist in der Regel auch der Zeitraum, in dem ein benachbarter Router seine Informationen über den neu startenden Router beibehält, damit er den Datenverkehr weiterleiten kann.

Sie können den ordnungsgemäßen LDP-Neustart sowohl in der Master-Instanz für das LDP-Protokoll als auch für eine bestimmte Routing-Instanz konfigurieren. Sie können den ordnungsgemäßen Neustart auf globaler Ebene für alle Protokolle, auf Protokollebene nur für LDP und nur für eine bestimmte Routing-Instanz deaktivieren.

U.A.W.G

RSVP Graceful Restart ermöglicht es einem Router, der neu gestartet wird, seine benachbarten Nachbarn über den Zustand zu informieren. Der neu startende Router fordert eine Kulanzfrist vom Nachbarn oder Peer an, der dann mit dem neu startenden Router zusammenarbeiten kann. Der neu startende Router kann während des Neustartzeitraums weiterhin MPLS-Datenverkehr weiterleiten. Die Konvergenz im Netzwerk wird nicht unterbrochen. Der Neustart ist für den Rest des Netzwerks nicht sichtbar, und der neu startende Router wird nicht aus der Netzwerktopologie entfernt. Der ordnungsgemäße Neustart von RSVP kann sowohl auf Transit- als auch auf Eingangsroutern aktiviert werden. Er ist sowohl für Punkt-zu-Punkt- als auch für Punkt-zu-Mehrpunkt-Sprachdienstleister verfügbar.

CCC und TCC

CCC und TCC Graceful Restart ermöglicht einen ordnungsgemäßen Neustart von Layer 2-Verbindungen zwischen Kunden-Edge-Routern (CE). Diese Layer-2-Verbindungen werden mit dem Remote-Interface-Switch oder lsp-switch den Anweisungen konfiguriert. Da diese CCC- und TCC-Verbindungen eine implizite Abhängigkeit von RSVP-LSPs haben, verwendet Graceful Restart für CCC und TCC die RSVP Graceful Restart-Funktionen.

Der ordnungsgemäße RSVP-Neustart muss auf den Provider-Edge-Routern (PE) und Provider-Routern (P) aktiviert sein, um einen ordnungsgemäßen Neustart für CCC und TCC zu ermöglichen. Da RSVP als Signalisierungsprotokoll für die Signalisierung von Label-Informationen verwendet wird, muss der benachbarte Router außerdem den Hilfsmodus verwenden, um die RSVP-Neustartvorgänge zu unterstützen.