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双核心星型结构IP城域网内部路由规划

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  众多的城市已经将城域宽带IP网络建设起来,在这些IP网络中,双核心星型结构是经常被采用的网络结构形式,而其内部路由规划则是相当重要的一个方面。
   
  图1 城域网网络结构拓扑图
  路由协议的选择:在IP城域网的建设中,IP路由的规划可参照Internet骨干路由的方法进行设计,对于双核心星型结构城域宽带IP网来说,内部路由应采用OSPF v2协议,而内部路由在层次上则分为骨干层路由和接入层路由两个层次。
  
  骨干层路由原则上采用OSPF v2,OSPF v2由RFC1583定义,适用于自治域内的路由规划,有较强的域内路由分区和负载分担功能,更重要的是,OSPF v2是一种开放的协议标准,各种厂商的设备均对其提供支持,不必担心不同厂商设备之间路由协议的兼容性问题。
  
  接入层路由一般采用静态路由,在用户的网络确实需要采用动态路由协议时,可视情形而定,采用OSPF或BGP协议。
  
  路由分区的规划:无论是多核心星型还是双核心星型结构的城域网,都应根据路由器的数量、网络的基本拓扑结构、路由器的负载情况等要素来合理规划路由区域。对于双核心星型结构的网络,应该将双核心设计在骨干路由区域,即Area 0,负责进行高速、稳定的数据包转发。对于各个汇接区,可将其设计为单独路由区域,将汇接层路由器设计为区域边界路由器,将各个汇接区域内接入路由器设计为域内路由器,并采用OSPF协议,如图2所示。
  
  图2 城域网络路由拓扑图
  IP地址规划与路由汇总:对于每个汇接区域内的OSPF区域而言,因为边界路由器负责向骨干区域注入汇接路由区域内的路由信息,许多路由将会是非常零散的小路由,轻易造成Area 0内的路由器路由数据过多,过度耗费路由器资源,同时路由收敛时间也因此增长,城域网络的稳定性和健壮性由此受到影响。解决这一问题的最好方法,是在边界路由器上完成汇接区域内的路由汇总,使注入到Area 0内的路由是多个较整洁的汇总路由,从而减少路由表数目。这就要求在进行城域网规划时,对IP地址进行合理分配,为每个汇接区域分配连续的、大段的IP地址,以更好地利用OSPF的特性,使城域网络的路由规划更合理、网络更健壮。
  
  接入用户路由的注入:对于各个接入层交换机来说,由于许多最终用户将直接接到此交换机,这样必然会产生许多最终用户的路由。对于城域网而言,可使用Redistribute Connect和Redistribute Static语句,将路由的域内广播作为外部路由来广播。这种方法只需配置一次,相对比较简单,而且网络治理人员定义比较方便。
  
  NSSA路由区域的应用:对于双核心星型结构的网络,由于每个域只有一个汇接层路由器作为出口,按照普通的路由规则,则域内路由器不但可获知域内路由,还可获知许多域间路由,由此可知,路由表项可进一步减少。传统的做法是将每一个路由区域作为STUB区域。但是如前所述,每一个汇接层路由区域是一个单独的路由区域,有许多用户路由作外部路由注入,所以汇接层路由区域不可以作为STUB域,但是可以设计为NSSA(Not So Stub Area)。NSSA区别于STUB的地方在于,NSSA可以答应外部路由以7类LSA注入到OSPF区域,最后由边界路由器处理转化为5类LSA注入到OSPF Area 0内。同时域内的路由器可以不接收域间路由,而用一条默认路由指向边界路由器,从而大大减少路由条目。
  
  网内默认路由的产生:由于城域网的全网出口通过双核心外传,在此情形下,对于每个路由器配置均采用默认路由是不现实的。因此,可以在双核心路由器上产生默认路由,通过OSPF广播到全部城域网内的路由器,使每个路由器可以自学习默认路由,这可通过使用Default-information originate语句来实现。
  
  动态接入路由的设计:用户的接入路由关系到全网的安全性和稳定性,从这方面因素考虑,接入层路由最好只提供静态路由,然后将静态路由重分布(Redistribution)到OSPF的路由表中,这样可以最大限度保证网络的安全性和保持整个系统路由的稳定性。OSPF或BGP协议,则在用户的网络确实需要采用动态路由协议时才使用,如当用户网络到城域网间存在多条链路时,为了提供自动故障恢复功能,可采用OSPF路由协议,假如该用户同时还连接到其它ISP(multihome),则可能需要采用BGP协议来解决问题。