Konfigurieren schleifenfreier alternativer Routen für OSPF

Per-Prefix Loop Free Alternates (LFA) – Loop Free Alternates (LFA) ist eine Technologie, mit der ein Nachbar als Backup-Next Hop verwendet werden kann, um einen lokalen Reparaturpfad für den Datenverkehr bereitzustellen, der bei Ausfällen im primären nächsten Hop (Knoten oder Link) vorübergehend übertragen wird. Hierfür besteht die Grundvoraussetzung darin, dass der ausgewählte Backup-Nachbar einen schleifenfreien Pfad in Bezug auf den primären nächsten Hop zu einem Ziel bereitstellt, der eine Reihe von IGP-Präfixen (Interior Gateway Protocol) enthält.

In der folgenden Topologie wird der Bereitstellungsfall erläutert, bei dem die LFA-Funktion pro Präfix anwendbar ist.

Abbildung 1: LFA-Nutzungsszenario pro Präfix

ABR1 und ABR2 sind Area Boundary Router (ABRs), Dual-Homed to a IPv6-Core-Netzwerk, das die Zusammenfassung LSA für das Präfix 10.0.1.0/24 mit einer Metrik von 10 anpries. Aus Sicht des PE-Routers ist ABR1 außerdem der beste Prefix-Originator für 10.0.1.0/24. In diesem Fall ist P2 kein gültiges LFA für ABR1, da die Equal Cost Multi Paths (ECMP) {P2, PE, P1, ABR1} und {P2, ABR2, ABR1} dazu führen, dass ein Teil des Datenverkehrs durch das Router-PE zurückschleift (keine gültige LFA). Für ABR2, das auch ein Prefix-Originator für 10.0.1.0/24 ist, ist P2 jedoch ein gültiges LFA, da der einzige Pfad {P2, ABR2} ist.

Ein schleifenfreier Pfad ist ein Pfad, der den Datenverkehr nicht über das Routinggerät zurückleitt, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Das bedeutet, dass ein Nachbar, dessen kürzester Pfad zuerst zum Ziel führt, das Routing-Gerät durchläuft, das nicht als Backup-Route zu diesem Ziel verwendet wird. Um schleifenfreie alternative Pfade für OSPF-Routen zu bestimmen, führt Junos OS Berechnungen mit dem kürzesten Pfad-first (SPF) auf jedem One-Hop-Nachbarn aus. Sie können die Unterstützung für alternative schleifenfreie Routen auf jeder OSPF-Schnittstelle aktivieren. Da es gängige Praxis ist, LDP an einer Schnittstelle zu aktivieren, für die OSPF bereits aktiviert ist, bietet diese Funktion auch Unterstützung für LDP Label Switched Paths (LSPs).)

Der Umfang der über OSPF-Routen verfügbaren Backup-Abdeckung hängt von der tatsächlichen Netzwerktopologie ab und liegt in der Regel bei weniger als 100 Prozent für alle Ziele auf einem bestimmten Routinggerät. Sie können die Sicherungsabdeckung um RSVP-LSP-Pfade erweitern.

Junos OS bietet drei Mechanismen für die Routenredundanz für OSPF durch alternative schleifenfreie Routen:

• Verbindungsschutz : Bietet Datenverkehrsschutz pro Verbindung. Verwenden Sie den Verbindungsschutz, wenn Sie davon ausgehen, dass möglicherweise nur eine einzelne Verbindung nicht verfügbar ist, der nachbarliche Knoten auf dem primären Pfad aber weiterhin über eine andere Schnittstelle verfügbar wäre.

• Knotenverbindungsschutz: Stellt einen alternativen Pfad durch ein anderes Routinggerät her. Verwenden Sie den Node-Link-Schutz, wenn Sie davon ausgehen, dass der Zugriff auf einen Knoten verloren geht, wenn eine Verbindung nicht mehr verfügbar ist. Aus diesem Grund berechnet Junos OS einen Backup-Pfad, der das primäre Next-Hop-Routing-Gerät vermeidet.

• Schleifenfreie Per-Prefix-Alternates (LFAs): Es handelt sich um eine Technologie, mit der ein Nachbar als Backup-Next Hop verwendet werden kann, um einen lokalen Reparaturpfad für den Datenverkehr bereitzustellen, der bei Ausfällen im primären nächsten Hop (Knoten oder Link) vorübergehend fließen kann. Die Grundvoraussetzung hierfür ist, dass der ausgewählte Backup-Nachbar einen schleifenfreien Pfad in Bezug auf einen primären nächsten Hop zu einem Ziel bereitstellt, der eine Reihe von IGP-Präfixen (Interior Gateway Protocol) mit sich bringt.

  In bestimmten Topologien und Nutzungsszenarien kann es möglich sein, dass mehrere Ziele das gleiche Präfix haben und es keine praktikable LFA für den besten Prefix-Originator gibt, während ein nicht bester Prefix-Originator über eine praktikable LFA verfügt. Die LFA pro Präfix ist ein Mechanismus, über den LFA an einen nicht am besten geeigneten Prefix-Originator anstelle der LFA zum besten Prefix-Originator verwendet werden kann, um lokale Reparaturen bereitzustellen. In solchen Fällen kann pro Präfix LFA verwendet werden, um die lokale Reparaturabdeckung für das OSPF-Protokoll zu erhöhen.

Wenn Sie link protection oder node-link protection auf einer OSPF-Schnittstelle aktivieren, erstellt Junos OS einen alternativen Pfad zum primären nächsten Hop für alle Zielrouten, die eine geschützte Schnittstelle passieren.

In diesem Beispiel wird die Verwendung von Verbindungsschutz für Schnittstellen veranschaulicht, die OSPF aktiviert haben.

Wenn Sie den Verbindungsschutz aktivieren, erstellt Junos OS für alle Zielrouten, die eine geschützte Schnittstelle durchqueren, einen alternativen Pfad zum primären nächsten Hop. Verwenden Sie den Verbindungsschutz, wenn Sie davon ausgehen, dass nur eine einzelne Verbindung möglicherweise nicht verfügbar ist, der benachbarte Knoten aber weiterhin über eine andere Schnittstelle verfügbar ist.

Zur Berechnung des Remote-LFA-Backup-Pfads ermittelt das OSPF-Protokoll den Remote-LFA-Knoten auf folgende Weise:

1. Berechnet den umgekehrt kürzesten Pfad zuerst vom benachbarten Router über die geschützte Verbindung einer PLR. Der umgekehrt kürzeste Pfad verwendet zuerst die Metrik für eingehende Verbindungen anstelle der Ausgangsverbindungsmetrik, um einen benachbarten Knoten zu erreichen.

   Das Ergebnis ist eine Reihe von Links und Knoten, die den kürzesten Pfad von jedem Leaf-Knoten zum Stammknoten darstellen.

2. Berechnet den kürzesten Pfad zuerst (SPF) auf den verbleibenden benachbarten Routern, um die Liste der Knoten zu finden, die erreicht werden können, ohne die Verbindung zu durchlaufen, die geschützt ist.

   Das Ergebnis ist ein weiterer Satz von Links und Knoten auf dem kürzesten Pfad vom Stammknoten zu allen Leaf-Knoten.

3. Ermittelt die gemeinsamen Knoten aus den oben genannten Ergebnissen. Diese Knoten sind die Remote-AKE.

OSPF hört die angekündigten Labels für die LDP-Routen ab. Für jede angekündigte LDP-Route überprüft OSPF, ob es eine LDP enthält, die im nächsten Hop bereitgestellt wird. Wenn die entsprechende OSPF-Route über einen nächsten Backup-Hop verfügt, führt OSPF die Backup-Richtlinie aus und fügt eine zusätzliche Tracking-Route mit dem entsprechenden LDP-Label-Switched Path Next Hop als Backup Next Hop hinzu. Wenn es keine Backup-Next-Hops gibt, baut LDP einen dynamischen LDP-Tunnel zum Remote-LFA auf, und LDP stellt eine gezielte Nachbarschaft zwischen dem Remote-LFA-Knoten und dem PLR-Knoten her. Diese Backup-Route hat zwei LDP-Labels. Das obere Label ist die OSPF-Route, die den Backup-Pfad von der PLR zur Remote-LFA-Route bezeichnet. Das untere Label ist der LDP MPLS Label Switched-Pfad, der die Route für das Erreichen des ultimativen Ziels über die Remote-LFA bezeichnet. Wenn eine LDP-Sitzung ausfällt und ein Remote-Tunnel nicht mehr verfügbar ist, ändert OSPF alle Routen, die diesen Backup-LDP-Tunnel verwendet haben.

LDP kann durch eine automatisch anvisierte Nachbarschaft angreifbar sein, und diese Bedrohungen können mithilfe aller oder einiger der folgenden Mechanismen gemindert werden:

• Remote-LFAs, die mehrere Hops entfernt sind, verwenden erweiterte Hallo-Nachrichten, um die Bereitschaft zur Einrichtung einer gezielten LDP-Sitzung anzuzeigen. Eine Remote-LFA kann die Bedrohung durch manipulierte erweiterte Hello-Nachrichten reduzieren, indem sie sie filtert und nur solche akzeptiert, die an Quellen stammen, die durch eine Zugriffs- oder Filterliste zulässig sind.

• Mit TCP-MD5 müssen alle automatisch gezielten LDP-Sitzungen in der jeweiligen IGP/LDP-Domäne mithilfe von anwendungsspezifischen Gruppen oder Authentifizierung auf globaler LDP-Ebene authentifiziert werden.

• Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme sollten die Reparatur- oder Remote-Tunnelend-Endpunktrouter von einer Reihe von Adressen zugewiesen werden, die von außerhalb der Routingdomäne nicht erreichbar sind.

In einem OSPF-Netzwerk ist eine Loop Free Alternate (LFA) ein direkt verbundener Nachbar, der vorgefertigte Backup-Pfade zu den Zielen bereitstellt, die über den geschützten Link am Point of Local Repair (PLR) erreichbar sind. Eine Remote-LFA ist nicht direkt mit dem PLR verbunden und bietet vorgefertigte Backup-Pfade mit dynamisch erstellten LDP-Tunneln zum Remote-LFA-Knoten. Der PLR verwendet diesen Remote-LFA-Backup-Pfad, wenn der primäre Link ausfällt. Das Primäre Ziel der Remote-LFA ist es, die Sicherungsabdeckung für die OSPF-Netzwerke zu erhöhen und Schutz für Layer-1-Metro-Ringe bereitzustellen. Dieses Beispiel zeigt, wie Sie Remote-LFA für LDP-Tunnel in einem OSPF-Netzwerk zur Erweiterung des Backup-Schutzes konfigurieren.