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某局点ospf路由学习与规划不一致案例分析

2014-10-29 发表
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某局点通过我司4S75E组建核心网络,其中4S75E根据定位不同分为两组:中心机房和灾备机房,同一机房两台S75E通过聚合链路互联,不同机房S75E间通过2条三层线路互联,建立两个OSPF邻居,运行在OSPF Area 0中。各个支行通过两台MSR3016上行到分行,分别通过电信和联通线路接入核心网络,运行在Area 46中。近期客户进行网络优化,为减少网络中路由数目,客户把支行网络的OSPF Area设置为NSSA区域,发现原本负载均衡的网络流量都通过联通下行,路由学习出现问题。MSR3016-2上原本应该能学到两条去往业务网段的等价路由,现只有一条路由进入路由表;灾备中心S75ES75CS75D)上原本应该只有一条去往业务网段地址,指向各自连接的下联MSR5040,先出现3条等价路由,指向中心机房S75ES75AS75B)。

现场经过信息了解,对相关路由信息进行了提取。某支行网络上的业务地址200.51.36.96/29,其网关在交换机3652EI-13652EI-2(3652EI-13652EI-2配置了VRRP),并通过引入直连路由方式引入到了OSPF Area 46中。

逐跳查看路由的学习情况。

1、在支行上联路由器MSR3016-1查看路由200.51.36.96/29

200.51.36.96/29     O_NSSA 150  1      200.51.40.194   Eth0/0

                    O_NSSA 150  1      200.51.40.198   Eth0/1

MSR3016-1分别通过支行SW3652-1SW3652-2学习到两条去往200.51.36.96/29的等价路由,路由学习正常。

2、在支行上联路由器MSR3016-2查看路由200.51.36.96/29

200.51.36.96/29     O_NSSA 150  1      200.51.40.202   Eth0/0

MSR3016-2只学到一条去往200.51.36.96/29的路由,下一跳为S3652-2,路由学习异常,进一步查看MSR3016-2OSPF Lsdb

< MSR3016-2>display  OSPF Lsdb  NSSA  200.51.36.96

 

         OSPF Process 1 with Router ID 199.51.46.129

                         Area: 0.0.0.46

                 Link State Database

 

    Type      : NSSA

    LS ID     : 200.51.36.96

    Adv Rtr   : 199.51.46.2

    LS Age    : 1577

    Len       : 36

    Options   :  NP

    Seq#      : 800012c5

    Checksum  : 0x36eb

    Net Mask  : 255.255.255.248

    TOS 0  Metric: 1

    E Type    : 2

    Forwarding Address : 199.51.46.2

    Tag       : 1

 

    Type      : NSSA

    LS ID     : 200.51.36.96

    Adv Rtr   : 199.51.46.3

    LS Age    : 29

    Len       : 36

    Options   :  NP

    Seq#      : 800012c5

    Checksum  : 0xe775

    Net Mask  : 255.255.255.248

    TOS 0  Metric: 1

    E Type    : 2

    Forwarding Address : 200.51.40.202

    Tag       : 1

通过查看MSR3016-2OSPF Lsdb发现MSR3016-2收到两条去往业务网段200.51.36.96LSA,说明对端S3652路由发送没有问题。进一步查看为什么199.51.46.2S3652-1Router-id)发送的路由没有添加路由表。收到LSA,却未优选,考虑cost值的问题。二类外部路由cost值默认都为1。这是两条7LSA,且LSAForwarding Address地址不为0,路由优选时会计算到Forwarding Addresscost值。进而查看MSR3016-2上到两个Forwarding Addresscost值。

< MSR3016-2> display ip routing-table

199.51.46.0/25       OSPF   10   2            200.51.40.206   Eth0/1

                                 OSPF   10   2            200.51.40.202   Eth0/0

200.51.40.200/30    Direct   0    0            200.51.40.201   Eth0/0

MSR3016-2199.51.46.0/25cost2,到200.51.40.2000。因此MSR3016-2会优选S3652-1发送的,Forwarding Address200.51.40.200的路由,无法形成等价。

3、查看S75A上查看业务路由的学习情况

< S7506-A>display ip routing-table  | include  200.51.36.96

Routing Tables: Public

 

Destination/Mask    Proto  Pre  Cost         NextHop         Interface

 

200.51.36.96/29     O_ASE  150  1         200.51.100.58      GE3/0/9

S75A上学到一条去往200.51.36.96/29的路由,下一跳为联通MSR5040,路由学习正常。

4、查看S75C上查看业务路由的学习情况

dis ip routing-table  200.51.36.96

Routing Table : Public

Summary Count : 3

 

Destination/Mask    Proto  Pre  Cost         NextHop         InterForwarding Addressce

 

200.51.36.96/29     O_ASE  150  1         200.51.100.50     GE3/0/2

                  O_ASE  150  1         200.51.100.1      GE2/0/15

                  O_ASE  150  1         200.51.100.5      GE2/0/16

S75C上学到三条去往200.51.36.96/29的等价路由,下一跳分别为电信MSR5040与之相连接口地址200.51.100.50S75A与之互联接口地址200.51.100.1200.51.100.5。路由学习“异常”。在网络变更之前475E上到200.51.36.96/29的路由都只有一条指向到各自连接的下联MSR5040上,但现在灾备中心的这两台7503E各有3条等价路由。同时由于此处路由的问题导致连接到总行去的思科设备上到200.51.36.96/29的路由都指向到了S7506E-AS7506E-B,从而所有到支行的流量都只走联通线路。

我们分析下这三条路由是否真的异常。追溯下路由的形成:

1)支行SW引入直连路由200.51.36.96/29,在OSPF Area46内泛洪type-7 LSASW1发布的type-7 LSA Forwarding Address填写199.51.46.2SW2发布的type-7 LSA Forwarding Address填写200.51.40.202

2)比较到Forwarding Address地址的cost3016-2优选了3652-2通告的TYPE-7 LSA路由;

3)分行电信、联通路由器是ABR,且联通MSR50-2 Router-id大,所以只有联通MSR50-2对收到type-7 LSA进行75,并在Area 0 内泛洪;

4)联通MSR50-2实际收到两条200.51.36.96/29type-7 LSA,比较到Forwarding Addresscost,到200.51.40.202cost较小,因此将这条LSA进行75Forwarding Address地址继承type-7 LSAForwarding Address,为200.51.40.202

575A/B/C/D均收到一条200.51.36.96/29 type-5 LSA,其Forwarding Address200.51.40.202

5、查询75C/D路由表,到200.51.40.200/30确存在三条等价路由,这三条等价路由是经过正常路由计算得出的

对于200.51.36.96/29 type-5 LSA,加入路由表时,直接将下一跳地址替换为到Forwarding Address路由的下一跳地址

因此S75C上学到三条去往200.51.36.96/29的等价路由。

6、查询75A/B路由表,到Forwarding Address地址200.51.40.200/30的路由下一跳唯一,所以到200.51.36.96/29的下一跳唯一。

综上,该路由计算结果是符合OSPF标准规定的正确计算结果。

一路分析下来我们也发现了问题产生的缘由都与Forwarding Address相关。包括57类路由优选要计算到Forwarding Addresscost值,75Forwarding Address会被继承。而问题产生的根源在于支行SW引入直连路由200.51.36.96/29时,Forwarding Address填写不对称:SW1发布的type-7 LSA Forwarding Address填写199.51.46.2,为设备上非互联虚接口地址;SW1发布的type-7 LSA Forwarding Address填写200.51.40.202,互联接口地址。为什么这么填写?这就涉及到Forwarding Address的填写规则。

先看下7LSA Forwarding Address的填写规则:

7LSA Forwarding Address的填写有三种可能:下一跳地址、loopback地址、设备上使能OSPF的接口地址。

在满足以下所有条件的情况下Forwarding Address会填写下一跳地址:

1)引入路由出接口已在OSPF中使能;

2)引入路由出接口没有被设置为被动接口;

3)引入路由出接口的OSPF网络类型不是P2P或者PM2P

4)引入路由下一跳地址只有一个;

5)引入路由下一跳地址是落在出接口的OSPF使能网段之内

否则需要判断NSSA区域内是否使能Loopback接口,有使能的话Forwarding Address填充Loopback地址,否则将随机填写设备上使能OSPF的接口地址。

本案例中引入路由为直连路由,接口未使能OSPF,设备上也未配置Loopbak地址。因此Forwarding Address随机填写的使能OSPF的接口地址,导致了Forwarding Address填写不对称,设备到达两个Forwarding Address cost值不一致,从而无法形成等价的问题。

为什么Area 46未改成NSSA区域之前没有这个问题呢?

因为未改为NSSA区域时引入外部路由为5类外部路由,5类路由填写Forwarding Address的规则与7类填写Forwarding Address的规则不一样。

5LSA Forwarding Address的填写规则较为简单,如下:

5LSA Forwarding Address的填写有两种可能:下一跳地址、0.0.0.0

在满足以下所有条件的情况下Forwarding Address会填写下一跳地址:

1)引入路由出接口已在OSPF中使能;

2)引入路由出接口没有被设置为被动接口

3)引入路由出接口的OSPF网络类型不是P2P或者PM2P

4)引入路由下一跳地址只有一个

5)引入路由下一跳地址是落在出接口的OSPF使能网段之内

其他情况全部填写为0.0.0.0,因此网络未优化前没有选路的问题。

1、在设备上启用Loopback地址固化Forwarding Address,需要在NSSA区域使能,即时生效;

2、不使用NSSA区域,5LSA填写规则不一样,不会有这个问题。

这个问题的发生有以下几个要点:

     1.      7LSA始发时,对Forwarding Address地址的随机选择填充;

     2.      ABR75时,对多条7LSA的选择,主要是到FA地址的cost

     3.      75后,5LSA继承7LSAForwarding Address,计算路由时,直接把到Forwarding Address路由下一跳填充为到5LSA网段的下一跳;

     4.      在该特定组网下,75C/DForwarding Address的路由恰好存在3条等价路由

这类纯网路规划问题比较少见,一旦发生问题影响范围大且不易排查,找到原因要更改网络规划也比较麻烦。因此在网络规划或变更时一定要考虑周全,涉及OSPF 5类、7类外部路由时,要重点关注Forwarding Address的填写,使Forwarding Address的填写可控。

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