路由翻動懲罰－Route Flap Dampening

2019-11-05 00:28:53

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供稿：網友

　　一．序言
　　
　　在一個運行中的網絡中,設備經常出現一些不穩定的現象,原因可能是設備本身的bug,也可能是在搭建網絡的時候很多地方遺留下了后患.
　　那么面對這些不穩定的現象,廠家應該如何來面對呢? 顯然為了把他們的設備買的更好,他們必須替客戶考慮的更多…,于是他們必須在他們的設備中加入一些預防性的措施,比如route flap dampening.
　　
　　二．什么是route flapping ? 為什么需要dampening ?如何實現route flapping dampening ？
　　
　　現在我們來考慮一種現象: 由于我們的線纜的問題,或者是端口連接問題,我們的網絡中某一個端口經常性的up---down , 這種情況出現的頻率很高,會導致什么樣的結果呢?結果是某些路由在設備的路由表里面會消失---出現---消失---出現---消失---,出現了我們稱之為 route flapping的現象.這樣網絡中的很多設備就會因此不斷的刷新自己的路由表,白白的消耗大量的處理器時間片.
　　
　　這種浪費必須最大程度的避免,如何來避免呢? 先來分析一下這種現象的因果關系：原因是端口不穩定，結果是導致了路由表的刷新，浪費了處理器時間。這個是必然的因果關系嗎？？答案是否！當我們不采取任何措施的時候的確是這樣，但是假如我們采取有效的措施呢？。。。
　　
　　現在讓我們反過來思考一下，我們在避免什么？我們在避免設備浪費資源，而不是避免端口出現不穩定的情況（很多時候我們只能減少這樣的事情發生，而不能杜絕這種情況），所以我們要做的是：即使端口在 flapping，我們的路由表也不要不停的去刷新！！這就是dampening所要實現的功能！所謂dampening就是指當某個端口在flapping的時候，網絡設備會自動的抑制這個端口，直到網絡設備確定端口恢復正常才啟用這個端口。
　　
　　在這個dampening過程中，存在著幾個問題需要我們去解決：
　　
　　1．當這個端口處在什么狀態時，網絡設備應該認為它處在flapping狀態？
　　2．網絡設備如何確定這個端口已經恢復了正常？然后如何來啟用它？
　　3．假如這個端口一直不穩定，網絡設備應該永久性的抑制它嗎？
　　
　　解決了以上的問題，我們就實現了dampening的功能。
　　
　　解決辦法（針對以上每一個問題）：
　　
　　1．每當端口flap一次之后，就懲罰它一次，用一個值來表示處懲罰的概念。比如說開始當端口穩定的時候，這個端口的懲罰值為0，當它flap一次后，我們就給它加1000的懲罰值，再flap一次就再加1000；并且我們設定一個dampening的門限值，比如為2500，那么可以計算出，當這個端口flap三次，它的懲罰值為3000>2500，于是它被dampening了！
　　2．接著引用上面的例子，假如當端口flap三次后一直都不在flap了，那么網絡設備是否應該一直抑制它呢（由于3000>2500，所以假如不采取其他措施，這個端口肯定一直會被抑制）？顯然這不是我們想要的結果！它穩定了，我們就應該再用它，于是我們需要想辦法讓它啟用，辦法就是讓懲罰值隨著時間的推移自動的減少，引用元素衰減中半衰期的概念（當過了一段時間后，元素的質量會衰減到初始的一半，這兒引申為過了一定的時間后（比如10分鐘），懲罰值會衰減到當初的一半）。并且設定一個啟用的門限值（比如1800），設定當端口的懲罰值衰減到這個以下那么端口就會被重新啟用。于是10分鐘后，懲罰值變成3000/2=1500<1800，端口重新被啟用了。
　　3．很明顯，我們用了某個端口，必然是有用處的，所以我們不能一直的抑制它，必須要設定一個最大的抑制時間（比如40分鐘）；
　　
　　圖如下：
　　

　　
　　注重：
　　抑制值<最大懲罰值的條件必須滿足！否則dampening的功能自動關閉！
　　
　　比如 dampening 30 500 2500 60 無效
　　
　　解決了上面的三個問題后，我們完全的實現了dempening的功能；
　　
　　實現的語句為（引用上面的例子）：
　　
　　dempening　 10m　　　 1800　　　　2500　　 40m
　　　　　　　　半衰期　　啟用值　　　抑制值　最大抑制時間
　　
　　三．Route Flap Dampening 應用在哪些地方？
　　
　　Route flap dampening主要應用在兩個地方，一個比較典型的應用在BGP中，另一個是應用在IGP中。兩個應用的差別在于抑制的時間不同，bgp dampening中半衰期為1－45分鐘，最大抑制時間為255分鐘；而IGP中半衰期為1－30秒，最大抑制時間為255秒。當然兩個應用的命令也有差異，這個查看相關的命令文檔就可以了。
　　
　　四．懲罰值是如何衰減的？（Route Flap Dampening 的算法）
　　