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什么是域间带宽池化

BGP跨域场景中,如果EBGP对等体链路部分故障或部分路径流量突发,此时EBGP对等体间部分故障并未断连,因此BGP路由不会改变,此时骨干网无法感知到故障,无法自动重新分配负载分担比例,引发流量丢包或者时延增大,域间带宽池化通过获取EBGP对等体间链路状态、带宽信息、带宽利用率等信息并实时进行流量调整,可以解决该问题。

为什么需要域间带宽池化

BGP跨域场景中,城域网设备和骨干网设备建立EBGP对等体关系,对等体之间存在多条物理链路,城域路由通过EBGP发往骨干网,流量在域间形成负载分担,等比例发往城域网设备。若城域网设备和骨干网设备之间的部分链路故障或者部分路径流量突发,由于EBGP对等体并未断连,BGP路由不会改变,此时骨干网无法感知到故障,无法自动重新分配负载分担比例,导致城域网设备和骨干网设备之间发生流量拥塞,从而引发流量丢包或者时延增大。

域间带宽池化通过获取链路状态、带宽信息、带宽利用率等信息计算是否需要在域间进行流量调整,如果故障后的链路满足流量调整触发条件则开始进行流量调整,调整后若链路满足流量恢复触发条件则开始进行流量恢复,通过以上过程实现流量调整,解决域间部分链路故障或者部分路径流量突发的问题,减少由此引发的流量丢包或者时延增大。合理地应用BGP域间带宽池化可以充分利用网络资源,减少网络拥塞。

域间带宽池化支持的场景

域间带宽池化支持进行流量调优的场景包括:双核心口字型组网,双核心V字型组网。

双核心口字型组网

城域网设备DeviceA、DeviceB和骨干网设备DeviceC、DeviceD通过LoopBack口建立EBGP对等体,EBGP邻居之间存在多条物理链路,城域路由通过EBGP发往骨干网。假设DeviceA和DeviceC为上平面,DeviceB和DeviceD为下平面。流量在域间形成负载分担,等比例发送到DeviceA和DeviceB。

双核心口字型组网图
双核心口字型组网图

双核心V字型组网

城域网设备DeviceA、DeviceB和骨干网设备DeviceC、DeviceD通过LoopBack口建立EBGP对等体,两设备间存在多条物理链路,城域路由通过EBGP发往骨干。假设DeviceA-DeviceC和DeviceB-DeviceC为上平面,DeviceA-DeviceD和DeviceB-DeviceD为下平面。DeviceC支持UCMP,支持按DeviceA-DeviceC和DeviceB-DeviceC的带宽比进行负载分担,DeviceD同理。流量在域间形成负载分担,等比例发送到城域设备。

双核心V字型组网图
双核心V字型组网图

域间带宽池化是如何工作的

域间带宽池化获取链路状态、带宽信息、带宽占用率等信息后,和设备上配置的拥塞阈值和相对调整差值比较:

  • 拥塞阈值:带宽占用率大于等于该阈值时,认为网络出现拥塞,本节假设为90%。
  • 相对调整差值:不同路径间的带宽占用率差值大于该阈值时,认为存在流量调整空间,本节假设为20%。

以上平面拥塞为例,如果上平面出现部分链路故障或流量突发导致拥塞(上平面的带宽占用率>=拥塞阈值),下平面存在流量调整空间(下平面的带宽占用率<上平面的带宽占用率-相对调整差值)且不拥塞(下平面的带宽占用率<拥塞阈值),则进行流量调整。

双核心口字型组网

若DeviceA和DeviceC之间部分链路故障或者部分路径流量突发,由于EBGP对等体并未断连,BGP路由不会改变,此时骨干网无法感知到故障,无法自动重新分配负载分担比例,导致DeviceA和DeviceC流量拥塞,从而引发流量丢包或者时延增大。

在DeviceA和DeviceB上,对EBGP对等体使能BGP EPE,用于获取链路状态、带宽信息、带宽占用率,并生成BGP-LS链路路由。DeviceA和DeviceB之间建立BGP-LS地址族对等体,用于传递链路信息。DeviceA和DeviceB之间建立BGP RPD地址族对等体,在二者之间传递出口策略信息,为DeviceA和DeviceB发往EBGP对等体的IPv4公网单播路由应用出口策略,从而影响路由优先级用于选路。DeviceA配置路由优先级策略,如修改MED值、扩展AS_Path。

假设上平面总带宽为X、带宽占用率为a,下平面总带宽为Y、带宽占用率为b,带宽比λ = X/Y。

双核心口字型组网图
双核心口字型组网图

双核心口字型组网基本原理:

  1. DeviceA和DeviceB分别获取发往DeviceC和DeviceD的路由对应的入方向流量信息,用于计算是否进行流量调整。
  2. 以DeviceA为例,当上平面部分链路故障或流量突发时,满足以下流量调整触发条件时开始进行流量调整:
    • 上平面部分链路故障且EBGP对等体不中断或上平面流量突发,导致拥塞(a >= 拥塞阈值90%)。
    • 下平面存在流量调整空间(b < a–相对调整差值20%)且不拥塞(b < 90%)。
  3. 假设DeviceA本地待调整总流量为Z,规定流量调整目标为:(aX–Z)/(bY+Z) = λ,由此计算出Z。DeviceA设备根据带宽信息、带宽占用率和DeviceA发往DeviceC的RIB-OUT路由对应的流量信息,生成调优策略。DeviceA将发往DeviceC路由前缀按入方向流量从大到小排序,去除占用带宽比大于相对调整差值的前缀,并选出总流量不大于Z的路由作为待调整路由,逐个加入本地从上平面向下平面调流的策略集。
  4. DeviceA根据预配置的路由优先级策略和每条待调整的前缀生成对应的RPD路由,降低DeviceA发往DeviceC路由的优先级。
  5. DeviceA定期判定是否满足流量调整触发条件,若满足条件则重复3~4步骤继续调整,否则退出。
  6. DeviceA定期判定是否满足以下流量恢复触发条件时,若满足条件则开始进行流量恢复:
    • DeviceA设备存在本地生成的RPD路由。
    • DeviceA拥塞解除(a < 90%-20%)或者DeviceB拥塞(b > 90%, a < b-20%)。
  7. 通过上述流程,DeviceC和DeviceD收到的部分路由优先级变化,在骨干网内优选DeviceD的路由,实现调整流量路径。

    为避免DeviceA和DeviceB同时调整流量,DeviceA在流量调整过程中,若检测到DeviceB正在进行流量调整,则由Router ID小的设备调整流量。

双核心V字型组网

若DeviceA和DeviceC部分链路故障或者部分路径流量突发,由于EBGP邻居并未断连,BGP路由不会改变,此时骨干网无法感知到故障,无法自动重新分配负载分担比例,导致DeviceA和DeviceC流量拥塞,从而引发流量丢包或者时延增大。

在DeviceA和DeviceB上,对EBGP对等体使能BGP EPE,用于获取链路状态、带宽信息、带宽占用率,并生成BGP-LS链路路由。DeviceA和DeviceB之间建立BGP RPD地址族对等体和BGP-LS地址族对等体。DeviceA预置路由优先级策略。

假设DeviceA和DeviceC总带宽为X1、带宽占用率为a1,DeviceA和DeviceD总带宽为X2、带宽占用率为a2,DeviceB和DeviceC总带宽为Y1、带宽占用率为b1,DeviceB和DeviceD总带宽为Y2、带宽占用率为b2,带宽比λ = (X1+Y1)/(X2+Y2)。

双核心V字型组网图
双核心V字型组网图

双核心V字型组网基本原理:

  1. DeviceA和DeviceB获取发往DeviceC和DeviceD的路由对应的入方向流量信息,用于计算是否进行流量调整。
  2. 以DeviceA为例,当DeviceA和DeviceC部分链路故障或部分路径流量突发时,满足以下流量调整触发条件时开始进行流量调整:
    • DeviceA和DeviceC部分链路故障且EBGP对等体不中断或流量突发,导致拥塞(a1 >= 90%),由于DeviceC设备支持UCMP,流量会优先在上平面调整,导致a1和b1均不小于90%。
    • 下平面存在流量调整空间(a2 < a1–20%, b2 < b1–20%)且不拥塞(a2 < 90%, b2 < 90%)。
    • DeviceA上不存在源自DeviceB且影响DeviceA发往EBGP对等体路由优先级的RPD路由。
    • DeviceA的Router ID小于DeviceB的Router ID。
  3. 假设DeviceA本地待调整总流量为Z1、DeviceB上待调整总流量Z2,Z1/Z2 = X1/Y1,规定流量调整目标为:(a1X1+b1Y1-Z1-Z2)/(a2X2+b2Y2+Z1+Z2) = λ,由此计算出Z1和Z2。DeviceA将发往DeviceC的路由前缀按入方向流量从大到小排序,去除占用带宽比大于相对调整差值的前缀,并选出总流量不大于Z1的路由作为待调整路由,逐个加入本地从上平面向下平面调流的策略集。
  4. DeviceA根据预置策略和每条待调整的前缀生成对应的RPD路由,降低DeviceA发往DeviceC路由的优先级,同时将该RPD路由发给DeviceB,降低DeviceB发往DeviceC路由的优先级。
  5. DeviceA定期判定是否满足流量调整触发条件,若满足条件则重复3~4步骤继续调整,否则退出。
  6. DeviceA定期判定是否满足以下流量恢复触发条件,若满足条件则启动流量恢复:
    • DeviceA设备存在本地生成的RPD路由。
    • 上平面拥塞解除(a1 < 90%-20%且b1 < 90%-20%)或者下平面满足调优条件(a2 > 90%, b2 > 90%, a1 < a2–20%, b1 < b2–20%)。
  7. 通过上述流程,DeviceC和DeviceD收到的部分路由优先级变化,在骨干网内优选DeviceD的路由,实现调整流量路径。

    为避免DeviceA和DeviceB同时调整流量,DeviceA在流量调整过程中,若检测到DeviceB正在进行流量调整,则由Router ID小的设备调整流量。

    在流量调整过程中,DeviceA若和一个EBGP对等体连接中断,则DeviceA退出流量调整流程,撤销已生成的RPD路由。若链路仍然拥塞,由DeviceB调整流量。

词条统计
  • 作者: 王诗诗
  • 最近更新: 2025-09-29
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