ChinaNet路由政策

2019-11-05 00:24:34

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　　1． Chinanet骨干網結構概述
　　Chinanet 骨干網的拓撲結構邏輯上分為兩層，即核心層和大區層。
　　1.1 核心層
　　核心層由北京、上海、廣州、沈陽、南京、武漢、成都、西安等8個城市的核心節點組成。

　　核心層的功能主要是提供與國際internet的互聯，以及提供大區之間信息交換的通路。其中北京、上海、廣州核心層節點各設有兩臺國際出口路由器，負責與國際i nternet互聯，以及兩臺核心路由器與其他核心節點互聯；其他核心節點各設一臺核心路由器。
　　核心節點之間為不完全網狀結構。以北京、上海、廣州為中心的三中心結構，其他核心節點分別以至少兩條高速ATM鏈路與這三個中心相連。
　　1.2 大區層
　　全國31個省會城市按照行政區劃，以上述8個核心節點為中心劃分為8個大區網絡，這8個大區網共同構成了大區層。每個大區設兩個大區出口，大區內其它非出口節點分別與兩個出口相連。
　　大區層主要提供大區內的信息交換以及接入網接入chinanet的信息通路。
　　大區之間通信必須經過核心層。
　　2．路由協議
　　當前路由政策國際部分采用BGP4與國外其它網絡進行路由交換，國內部分采用BGP4進行與省網內進行地址交換，而采用IS-IS進行骨干網內部的路由選擇。
　　2 . 1 BGP
　　BGP是域間路由協議。Chinanet骨干網申請的自治域號為4134，Chinanet作為一個獨立的自治域，采用BGP路由協議與國際internet及各省接入網交換路由信息。骨干網內路由器之間是I BGP，骨干網和國外及接入網之間是EBGP。但是IBGP路由在自治域內只會向前傳遞一次，所以IBGP路由器之間需要具有全網狀連接，才能保證每臺路由器都收到完整的路由，但是骨干網內路由器數量很多，做全網狀連接是不現實的，因此骨干網采用B GP Confedration 的方法；對內將骨干網用私有AS號劃分為9個私有AS域，每一個小的自治域中，IBGP采用全網狀的聯接方式，自治域之間為EBGP聯接方式。對外通過B GP Confedration將這些AS集合成一個獨立的AS 4134。這樣，ChinaNET骨干網就采用AS 4134分別與國際Internet以及各省網交換路由信息，在內部用私有AS號交換路由。
　　2 . 2 ISIS
　　ISIS是一種IGP(內部網關協議)，通過ISIS路由協議可以對從BGP學來的nexthop進行尋徑。
　　在ChinaNET骨干網中使用single IGP。即核心層及八個大區層網絡中使用同一個Tag(core)的IS-IS。采用Single IGP的好處是所有的IS-IS路由器可以正常地交換IS-IS路由信息。假如采用不同的Tag，則不同tag下的isis彼此交換路由，需要redistrib ute，這將導致許多不必要的麻煩。
　　2.1.1 AREA的劃分
　　ISIS路由協議是一種link state路由協議，它的一個特點就是在一個域內可以分為很多個區，假如一臺路由器的路由表發生變化，它就會向本區內的其他路由器廣播這一變化，直到同一區內的所有路由器都將形成一張完全相同的本區的拓撲圖為止。由于C hinaNET骨干網路由器及鏈路數量很多，假如所有路由器都在一個區的話，每一條路由的變化，都會導致全網的路由器進行路由更新，這將大大降低網絡的效率。因此根據骨干網的網絡結構狀況，將c hinanet劃分為九個IS-IS域，核心層網絡與八個大區層網絡分別處于一個獨立的區域內。這樣就將鏈路狀態的頻繁變化對網絡的影響限制于一個區域內部，而不致于對全網產生影響。
　　2.1.2 Level-1和Level-2路由
　　在ISIS中，路由可分為兩類：level-1和level-2。level-1的鏈路信息可以從level-2的鏈路上廣播，而level-2的鏈路信息不可以從level -1的鏈路上廣播。level-1的路由和level-2的路由在路由器內分別在兩個數據庫中。假如某臺路由器只有level-1路由的數據庫，則稱為l evel-1 router ，反之為level-2路由器。level-1 router只和與它具有相同area id的路由器交換路由信息，而level-2路由器可以和與它具有相同area id的路由器交換路由信息。假如level-1 router發現ip包的目的地址與它的area id 不同，它就會將此包自動轉發到離它最近的(并不一定最好)的level-2路由器上。區分level-1和level-2路由可以減少路由交換的數量，提高網絡的效率。
　　2.1.3 ISIS metric
　　ISIS 的路由選擇通過metric實現，metric值越小越優先。Metric的范圍為0～63，缺省為10。目前Chinanet骨干網根據主要根據鏈路帶寬的大小設置m etric的優先級，帶寬越大，metric值越小，這樣網絡可以動態地優先選擇大帶寬的路徑。
　　2.1.4 靜態路由和直連路由的廣播
　　路由器上設置的靜態路由，為了使它加入到ISIS的路由表中去，需要將靜態路由redistribute進ISIS中。同樣，在isis core 的邊緣上路由器，如國際出口鏈路和大區與接入之間鏈路，也需要redistribute進ISIS。
　　Redistribute的原則是：國際和核心路由器redistribute進level-2，大區出口路由器redistribute進level-1和level-2，大區內路由器r edistribute進level-1。
　　3 國內路由政策
　　國內路由在全網范圍內進行廣播，路徑選擇首先選擇被訪問地址所屬省網的出口，然后選擇到此省網出口的最短路徑。大區第一出口節點、非大區出口節點首選大區第一出口作為訪問其它國內地址的出口，大區第二出口首選大區第二出口作為訪問國內其它大區地址的出口。
　　3.1 核心路由器與國際出口路由器之間的路由政策
　　3.1.1 BGP
　　ü 在北京、上海和廣州這三個國際出口分別設了兩臺國際出口路由器，同屬AS64999，為了減少IBGP的數量，采用了route reflector 技術，將核心路由器作為RR server，國際路由器作為RR client，這樣其他核心路由器不和國際路由器做IBGP，也能接收到國際路由。
　　3.1.2 ISIS
　　ü 國際路由器與核心路由器之間的連接均為level-2。
　　ü 兩者采用155M的POS相連，因此metric=5。
　　3.2 核心與核心路由器之間的路由政策
　　3.2.1 BGP
　　ü 核心與核心路由器之間以Loopback地址為neighbor做IBGP的full-mesh。
　　ü 核心路由器之間的IBGP不做任何控制，所有的核心路由器都接收全路由表。
　　3.2.2 ISIS
　　ü 所有核心與核心路由器之間的連接都是level-2 only。
　　ü isis的metic按附錄二設置。
　　3.3 核心與大區出口路由器之間的路由政策
　　每個大區現在除與本大區核心路由器相連的第一出口之外，還設有第二出口與另一臺核心路由器相連，作為第二大區出口。
　　3.3.1 BGP
　　ü 核心與大區出口路由器之間為confederation內的EBGP，以interface作為neighbor。
　　ü 為了減少大區路由器的負載，提高網絡效率，在核心路由器向大區路由器廣播路由時，過濾掉國際路由，即大區路由器不接收國際路由。( 北京除外)
　　ü 北京大區路由器接收全路由表，與核心路由器之間的IBGP不做任何控制。
　　3.3.2 ISIS
　　ü 所有核心與大區路由器之間的連接都是level-2 only。
　　ü 在大區出口路由器上設置缺省路由，分別指向與本其直連的核心路由器和另一出口路由器，這樣大區出國的路由均根據靜態路由的指向出國。
　　ü 國內的路由及入大區的流量根據metric值的大小動態調節。
　　ü isis的metic按附錄二設置。
　　3.4 大區與大區路由器之間的路由政策
　　3.4.1 BGP
　　ü 大區內所有路由器做IBGP full-mesh.。
　　ü 大區路由器之間IBGP不做任何控制。
　　3.4.2 ISIS
　　ü 大區內的連接定義為level－1。
　　ü 大區非出口路由器定義為level-1 router。
　　ü 大區非出口路由器出大區，選擇離它最近的level-2路由器。
　　3.5 大區路由器與接入網之間的路由政策
　　大區與接入網之間為EBGP，且原則上不做控制。對于到骨干網有兩個出口的接入網，由接入網自行設置流量分擔。
　　對于省網廣播上來的路由，骨干網在國際路由器上重新進行aggregate，以4134廣播出去，從而隱藏掉各省網的私有AS。根據BGP協議的規定，對地址進行a ggregate時，BGP路由表中必須有關于該地址塊更小的路由。例如骨干網要aggegate一個64個C的地址塊，接入網必須以兩個32個C的地址塊廣播給骨干網。
　　
　　4 國際路由策略
　　在北京、上海和廣州這三個國際出口分別設了兩臺國際出口路由器，接收國際路由，分別廣播給所在節點的核心路由器，再廣播給其它的核心路由器。大區路由器不接收國際路由表，靠缺省路由選擇路徑。
　　4 . 1 目前CHINANET在北京、上海、廣州設有國際出口，負責國內不同地區地區的國際訪問時的流量出口。
　　下表說明的是不同出口所負責的地區：
　　北京負責地區北京大區、成都大區、長春、蘭州、濟南
　　上海負責地區上海大區、南京大區、武漢大區、西安大區、沈陽大區、南寧、天津
　　廣州負責地區廣州大區、重慶、長沙、福州
　　某地區國際訪問流量的流入和流出優先選擇主要負責出口，并且以其它出口作為備份。對國外對等網訪問時的路由可不受此原則的限制。
　　4 . 2 路由政策的實現方法
　　4 . 2 . 1 由于IP網絡選路的原則是只根據目的地址選路。因此，流出時，一方面要通過調整接收國際路由的屬性，另一方面還要調整國內路由，使主要負責出口距離最短的來實現，但只能原則上實現，不排除從非主要負責出口流出的可能。流入時，通過調整國內不同地址塊向國際廣播時的屬性來實現。
　　4 . 2 . 2 根據國際上一些ISP的規定，Chinanet新廣播出去的路由必須先在國際公共的路由注冊機構進行注冊之后，才給予接收。目前Chinanet的地址是在M CI的數據庫中注冊，MCI同意之后，再通知AT&T等ISP接收。
　　4 . 3 劃分的依據：
　　4 . 3 . 1 地理位置及網絡拓撲：
　　北京主要負責華北、東北及西南地區，上海負責華東、華中和西北地區、廣東負責華南地區。負責出口的節點要有和此節點直聯的電路，或與此節點所在大區的核心節點有直聯電路，作為大區的第二出口節點由直聯的節點出口負責。
　　4 . 3 . 2 流量均衡
　　由于目前的統計手段還無法確知某省的國際流量情況，因此由此省的接入流量代替，由于國際與國內可以近似看作成一定比例，故通過比較省內網流入和流出骨干網的總流量，可知按上述范圍劃分基本可以保證三部分的流量基本平均分配在三個出口上。
　　5 政策調整
　　今年年初根據安排CHINANET的國際出口帶寬會有大幅度的提高，因此路由政策也需要有相應的調整。
　　根據目前所把握的流量情況，原有的負責范圍調整如下：
　　北京負責地區北京、河北、內蒙、山西、沈陽、河南、吉林、黑龍江、山東
　　上海負責地區上海、浙江、江蘇、安徽、湖北、天津、江西、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、廣西
　　廣州負責地區廣東、福建、湖南、海南、四川、云南、貴州、西藏、重慶
　　5 .1 分配原則的調整
　　基本繼續沿用以前的流入、流出原則并增加以下原則：
　　為減輕國內流量壓力，北京、上海、廣州本地地址流量在本地的一條出口中斷時，原則上從還從本地其它流入，其它在主要負責出口中迂回到非主要出口流入。
　　5 . 2 其它需要注重調整的原則
　　5 . 2 . 1 鑒于國際帶寬的大幅度增長，國內帶寬要相應的具有對國際帶寬不穩定時的備份功能。北京、上海、廣州之間的帶寬應不少于4條155M。
　　5 . 2 . 2 為了使路由政策能夠準確實現，應該變目前IS-IS metric嚴格按照帶寬取值的情況。大區出口到主要國際出口的數值應為10，備分出口應為15；非大區出口到大區第一出口的數值應為10，到第二入口應為1 5。
　　5 . 2 . 3 建議采取預設相應的community string與LOCAL PREFERENCE的對應關系來使對方能夠調整不同出口之間流出CHINANET的流量平衡；如：4134：480 代表80 ，4134：500代表100，4134：520代表120。
　　
　　
　　附錄
　　附錄一 ISIS area id 表
　　AREA名 AREA號
　　核心 0
　　北京大區 1
　　沈陽大區 2
　　南京大區 3
　　上海大區 4
　　廣州大區 5
　　武漢大區 6
　　成都大區 7
　　西安大區 8
　　
　　附錄二 ISIS metric 與Bandwith 對應表
　　帶寬大?。∕bps） METIRC值
　　2M以下 60
　　2M 55
　　5 50
　　10 45
　　20 40
　　30 35
　　50 30
　　70 25
　　100 15
　　120 10
　　150 5
　　附錄三三出口負責地區接入流量表
　　
　　附錄四調整后的國際帶寬分配和路由政策：
　　1 . 北京
　　1.1至美國 155M 一條
　　1.1.1 播出：北京負責地區路由不作控制；其它路由加4個AS
　　1.1.2 接收：不作控制
　　1.2至P-NAP 45M 一條
　　1.2.1播出：北京地址不作控制；河北、內蒙、山西、沈陽、河南、吉林、黑龍江、山東路由metric=50；其它路由加4個AS，metric=100
　　1.2.2 接收：P-NAP本身的路由不作控制；其它LOCAL PREFERENCE降低至90
　　1.3 至 verio 45M 一條
　　1.3.1播出：北京地址 2914：490；河北、內蒙、山西、沈陽、河南、吉林、黑龍江、山東路由加4個AS 2914：490；其它路由加4個AS，2914：460
　　1.3.2 接收：verio本身，UUNET，MCI-CW的路由不作控制；其它LOCAL PREFERENCE降低至90
　　1.4至 verio 8M 一條
　　1.4.1 播出：河北、內蒙、山西路由不作控制 2914：490；其它路由加4個AS，2914：460
　　1.4.2接收：verio本身，UUNET，MCI-CW的路由不作控制；其它LOCAL PREFERENCE降低至90
　　2 .上海
　　2.1 至美國 155M 一條
　　2.1.1 播出：上海負責地區路由不作控制；其它路由加4個AS
　　2.1.2 接收：不作控制
　　2.2 至P-NAP 45M 一條
　　2.2.1播出：上海地址不作控制；安徽、湖北、天津、江西、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、廣西metric=50；其它加 4個AS，metric=100
　　2.2.2 接收：P-NAP本身路由不作控制；其它路由LOCAL PREFERENCE降低至90
　　2.3 至 AT&T 45M 一條
　　2.3.1播出：上海地址不作控制；江蘇、浙江、安徽、湖北、天津、江西、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、廣西加4個AS；其它加 6個AS
　　2.3.2 接收:不作控制
　　3 . 廣州
　　3.1至美國 155M 一條
　　3.1.1播出：廣州負責地區不作控制；其它路有加4個AS
　　3.1.2接收：不作控制
　　3.2至Global One 45M 一條
　　3.2.1播出：廣東地址不作控制；福建、湖南、海南、四川、云南、貴州、西藏、重慶不作控制加4個AS；其它加6個AS 3.2.2接收：Global One本身路由、UUNET、MCI-CW路由不作控制；其它LOCAL PREFERENCE降低至90
　　3.3 至 verio 16M 一條
　　3.3.1 播出：福建、湖南、海南、四川、云南、貴州、西藏、重慶不作控制；其它加4個AS
　　3.3.2 接收：verio本身的路由不作控制；其它LOCAL PREFERENCE降低至90
　　
　　4 . 國外對等網
　　國外對等網及其子網地址LOCAL PREFERENCE升高至500；對外廣播地址一般不作控制,確實需要在多條鏈接上進行分擔時采取對廣播路由加metric的方式；
　　5 . 國內對等網
　　國內對等網的地址優先從北京出口廣播；廣州、上海廣播時加4個AS；進入討論組討論。

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