在 MPLS VPN 中的 OSPF/BGP 扩展

问题描述

当 PE-CE 间部署 OSPF 交互路由信息时，若在 PE 上使用标准 BGP/OSPF 过程（简称为 BGP/OSPF 互操作）互来传递路由信息，则 Remote-PE 在将 BGP 引入 OSPF 进程时，会直接产生 Type5 LSA 路由，此时不同站点都会将其他站点的路由视为自治系统外部路由（AS_external）；

在实际应用中，如果两个要互通的 Site 都在相同的 AS 内，那么每个 Site 都应该将另个 Site 的路由视为区域间路由，而不是 AS 外部路由。此时 PE2 应该视为 ASBR 设备；

解决方案

为了解决标准 BGP/OSPF 的互操作导致的 OSPF 路由信息丢失的问题，BGP 和 OSPF 得以拓展；

为了保留 OSPF 的路由信息，BGP.Path-Attr.Ext-Comm 能够携带 OSPF 路由信息：
1）Domain ID：域标识符，用来标识和区分不同的域；默认为空（0.0.0.0）；
2）Route Type：包含被引入到 BGP 的 OSPF-Route 的 Area-ID 以及 Route Type 信息；
3）Router ID：是 PE.OSPF 的 Router ID 信息；

注：该图仅表达其中的若干字段、交互大致过程，并未准确显示报文字段信息；

Domain ID

在 PE 上，将 BGP import OSPF 时，PE 将根据本地配置为 BGP-Route 增加 Domain ID 属性，并在 BGP.Path-Attr.Ext-Comm 中传播；

在 PE 上，将 OSPF import BGP 时：
1）若 BGP-Route.Domain-ID == OSPF.Domain-ID 时，则认为两个站点属于同个 OSPF 路由域；
2）若 BGP-Route.Domain-ID != OSPF.Domain-ID 时，则认为该路由来自不同的路由域；

Domain ID 需要在绑定到 VRF-Inst 的 OSPF 视图下使用命令 domain-id 配置：
1）缺省，Domain-ID=0（NULL）。若不同 OSPF Domain 都使用 NULL 作为 Domain ID，将无法区分 OSPF 域，此时它们间的路由将被当作区域内路由；
2）如果一个 OSPF Domain 配置 非 0（即非 NULL）的 Domain ID，NULL 不再是该 OSPF Domain 的 Domain ID；
3）建议与同个 VPN 相关的所有 OSPF 都使用相同的 Domain ID，或者都使用缺省的 Domain ID；

Area-ID

PE.OSPF 与 CE.OSPF 在建立邻接关系时的区域号；

Route Type

该字段显示被引入的 OSPF-Route 的类型：
1）1 或 2 ：表示路由类型为区域内部路由，也就是 PE 根据 Type-1 LSA 及 Type-2 LSA 所计算出来的路由。通常为 1（不管是 Type 1 还是 Type 2 都会被转化为 Type 3，所以没必要区分）
2）3：表示路由的类型为区域间路由；
3）5：表示路由的类型为 OSPF 外部路由，也就是 PE 通过 Type-5 LSA 计算得出的路由。当 Route-Type=5 时，Area-ID 字段的值需为 0.0.0.0；
4）7：表示路由的类型为 NSSA 路由，也就是 PE 通过 Type-7 LSA 计算得出的路由；

根据 BGP-Route 的 Domain ID 与 Route Type 属性，Remote-PE 将产生不同类型的 OSPF LSA 类型，再发布到 VRF 的 OSPF 进程中：

该处理动作发生在 Remote-PE 中（如图 PE2 设备）：

OSPF Loop Prevention（防环）

OSPF VPN – NE05E and NE08E V300R003C10SPC500 Feature Description – IP Routing 01 – Huawei

路由防环：LSA Type 3

如图是 LSA Type 3 路由产生环路的例子：
1）其中 Site-1 和 Site-2 都属于 VPN1；
2）Site-1 通过 OSPF Area 0 接入骨干网的 PE1；
3）Site-2 通过 OSPF Area 0 分别接入骨干网的 PE2 和 PE3（双归属负载分担场景）；

问题，该场景将产生环路：经过传递，PE3 既能从 CE2 学到路由，PE3 还能从 PE1 学到路由，但是缺省情况，IGP（OSPF）路由优先级高于 IBGP 路由，PE3 将选择 OSPF 路由。PE3 将优选的学自 OSPF 通过 MP-IBGP 发布给 PE1，对 PE1 该路由优先级更高（AS-PATH 为空），此时 PE1 要么出现环路，要么出现路由震荡；

解决，为了防止 LSA Type 3 环路，OSPF 多实例进程使用 LSA Options 域中原先未使用的比特作为标志位，称为 DN 位。使用 DN 位可以防止 Type3 LSA 环路。PE 的 OSPF 在进行 SPF 计算时，忽略 DN=1 的 LSA Type 3 信息；

缺省情况下，OSPF 产生的 LSA 的 DN 位设置为 1。可通过命令 dn-bit-set disable 来禁止设置 OSPF LSA 的 DN 位；

Q：为什么 Hub-Spoke 需要两个 OSPF 进程？
A：通过引入的方式，祛除 DN=1 标志位；

路由防环：LSA Type 5/7

如图是 LSA Type 5 路由产生环路的例子：
1）其中 Site-1 和 Site-2 都属于 VPN1；
2）Site-1 通过 EBGP 接入骨干网的 PE1；
3）Site-2 通过 OSPF 分别接入骨干网的 PE2 和 PE3；

问题，路由产生环路的原因与 LSA Type 3 类似：在 PE3 中，BGP 引入 OSPF 路由，该路由无 AS-PATH，优先级更高；

解决，通过 VPN Route Tag（Route Tag）来防止此 LSA Type 5/7 路由环路；

首先 PE 在根据收到的 BGP 的私网路由生成 5/7 类 LSA 时，该类型 LSA 将携带 VPN Route Tag 信息；
当 PE 发现 LSA 的 VPN 路由标记和本地配置的一样，就会忽略这条 LSA，因此可以避免上述环路；

Route Tag 不在 BGP.Path-Attr.Ext-Comm 中传递，只是本地概念，只在收到 BGP 路由并且产生 OSPF LSA 的 PE 设备上有意义，该值将存在于生成的 OSPF.Route 中；
缺省情况下，Route Tag 是根据 BGP AS Number 计算得到的（若未配置 BGP，则 default=0）。华为，通过指令 route-tag 配置 VPN 的路由标记；

OSPF Sham Link

问题描述

通常情况下，BGP 对等体之间通过 BGP 扩展团体属性在 MPLS VPN 骨干网上承载路由信息。另一端 PE 上运行的 OSPF 可利用这些信息来生成 PE 到 CE 的 Type 3 LSA，这些路由是区域间路由（Inter_Area route）；

若在 CE1 和 CE2 之间增加一条后门（Backdoor）链路，并且直接运行 OSPF 交互路由。通过后门链路学习到的路由类型为区域内路由（Intra_Area route）；

但是，由于区域内路由优于区域间路由，故后门链路会被优选。哪怕调整开销值，MPLS 链路学习到的 OSPF-Route 依旧为 Type 3 LSA，仍然不会被优选；

解决方案

所以，若想实现后门链路作为备份链路，可采用 sham link 实现。类似于 OSPF Virtual Link 功能；

Sham link 在两台 PE 之间创建了一条区域内链路。当 LSA 在伪装链路中泛洪，所有的 OSPF 路由类型都不会改变，不会转换成 LSA3 或者 LSA5 的类型；

Sham link 被看成是两个 VPN 实例之间的链路，链路的两端是 PE 上的端点地址，分别作为建立连接时的源和目的地址。伪连接的源地址和目的地址使用 32 位掩码的 Loopback 接口地址，该 Loopback 接口需要绑定到 VPN 实例中，并通过 BGP 发布；

同一个 OSPF 进程的多条 Sham link 可以共用端点地址，但不同 OSPF 进程不能拥有两条端点地址完全相同的 Sham link；

配置流程

1）PE 创建 Loopback 接口
2）该接口绑定 VPN Instance
3）该接口通告到 BGP 中，并保证能够互通；
4）配置 Sham Link 连接：[OSPF/VPN-Instance/Area] sham-link <SRC> <DST>

# 在 PE 上创建用于建立 sham Link 的接口（PE2 配置类似）；
[PE1]interface LoopBack0
[PE1-LoopBack0] ip binding vpn-instance VPNA
[PE1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 32
#在 BGP 的 VPN 地址族中发布出去
[PE1-bgp-VPNA]network  1.1.1.1 32
# 在 PE 节点上配置 sham Link（PE2 节点配置类似）；
[PE1-ospf-1]area 0
[PE1-ospf-1-area-0.0.0.0]sham-link 1.1.1.1 2.2.2.2

# 调整 cost 值，确保后门链路的 cost 要大于 sham Link 上的 cost；
[CE1-GigabitEthernet0/0/0]ospf cost  1000