CN108259205B - 一种路由发布方法及网络设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种路由发布方法及网络设备，该方法为：网络设备获取将要对外发布的多条路由，所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同；所述网络设备通过BGP对外发布所述多条路由，对外发布的所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识。通过这种路由发布方式可以实现访问目的主机时的流量均衡，以及中间路径结点的流量均衡。

Description

一种路由发布方法及网络设备

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种路由发布方法及网络设备。

背景技术

在特定条件下，网络设备通过边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)对外发布路由时，会把路由的下一跳修改为自己。

但这种路由发布方式在一些实际组网中，可能会出现一些问题，比如流量不均衡。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种路由发布和路由迭代方法及网络设备，用以对现有的路由发布方法进行完善，以解决通过BGP发布路由时造成流量不均衡的问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请第一方面，提供了一种路由发布方法，包括：

网络设备获取将要对外发布的多条路由，所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同；

所述网络设备通过BGP对外发布所述多条路由，对外发布的所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识。

本申请第二方面，提供了一种网络设备，具有实现上述第一方面所述方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。

一种可能的实现方式中，所述网络设备包括：

路由获取单元，用于获取将要对外发布的多条路由，所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同；

路由发布单元，用于通过BGP对外发布所述多条路由，对外发布的所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识。

另一种可能的实现方式中，所述网络设备包括通信接口、处理器、存储器和总线，所述通信接口、所述处理器和所述存储器之间通过总线相互连接；所述处理器通过读取所述存储器中存储的逻辑指令，执行本申请第一方面所述的路由发布方法。

利用本申请提供的方案，发布路由的设备在对外发布路由时不去修改路由的下一跳，通过这种路由发布方式可以实现访问目的主机时的流量均衡，以及中间路径结点的流量均衡。

附图说明

图1是现有技术下一种路由发布方法的场景示意图；

图2是现有技术下另一种路由发布方法的场景示意图；

图3是本申请实施例提供的一种路由发布方法的流程图；

图4是本申请实施例一的场景示意图；

图5是本申请实施例二的场景示意图；

图6是本申请提供的一种网络设备的功能模块框图；

图7是本申请提供的一种网络设备的硬件架构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下，对本申请中的部分用语进行解释说明。

BGP：是一种用于自治系统(Autonomous System，AS)之间的动态路由协议。AS是拥有同一选路策略，在同一技术管理部门下运行的一组路由器。当BGP运行于同一AS内部时，称为内部边界网关协议(Internal Border Gateway Protocol，IBGP)，当BGP运行于不同AS之间时，称为外部边界网关协议(External BGP，EBGP)。

依赖路由和路由迭代：在BGP中，由于协议本身的特殊性，它产生的路由的下一跳(NEXT_HOP)可能不是当前路由器直接相连的邻居路由器的网际协议(InternetProtocol，IP)地址。这种情况下，为了能够将报文正确转发出去，路由器必须先找到一个直接可达的地址(如，可以通过查找IGP建立的路由表项)，通过这个地址到达路由表中指示的下一跳。在上述过程中，去往直接可达地址的路由被称为依赖路由，BGP路由依据这些依赖路由指导报文转发。根据路由的下一跳找到依赖路由的过程就是路由迭代(recursion)。

下面结合说明书附图和各实施例对本申请技术方案进行说明。

由于BGP的特殊性，在特定场景下网络设备通过BGP对外发布路由时会把路由的下一跳修改为自己。例如，网络设备把学习到的路由发送给EBGP邻居时，会把路由的下一跳设置为本地与对端连接的接口地址。

但研究发现，这种路由发布方式在一些实际组网中可能会带来一些问题。为便于理解，以下通过图1和图2所示的两个场景解释说明。

场景一：

如图1所示，Member1～Member4为一个集群中的4台成员设备。这4台设备以负载分担方式，通过同一个虚拟地址VIP为主机(Host)提供业务服务。

Member1～Member4可以通过动态协议将目的地址为VIP、下一跳为Member接口地址的路由引入到TOR(Top of rank，一般指部署在机架顶端的接入交换机)1和TOR2的路由表中，或者，可以在TOR1和TOR2上配置目的地址为VIP、下一跳为Member接口地址的静态路由。这样，在TOR1上会有一条目的地址为VIP，下一跳为Member1接口地址的路由。TOR2上会有一条目的地址为VIP，下一跳分别为Member2～Member4接口地址的等价路由(Equal-CostMulti-path Routing，ECMP)。

为了使得Host能够正确访问这个目的地址VIP，TOR1和TOR2分别将各自的这条路由发布出去。在发布路由时，TOR1和TOR2会将路由的下一跳，由Member的接口地址改为自己的地址。从而，TOR3接收到上述路由后，在TOR3上就会生成一条目的地址为VIP，下一跳为TOR1和TOR2的等价路由。当Host访问Member1～Member4提供的业务服务时，TOR3会将流量(即业务连接数)均匀地分担到TOR1和TOR2上。因此Member1承载的业务连接数占所有业务连接数的一半，而Member2～Member4共同承载的业务连接数，占总业务连接数的另一半，这会造成Member之间的流量不均衡。

场景二：

如图2所示，多个私有网络(Private Network，以下简称私网)通过一个公共网络(Public Network，以下简称公网)互通。在每个私网上设置多台用户网络边缘侧(CustomerEdge，CE)设备，在公网上设置居间设备(Mediate Device)，所有CE设备可以与居间设备建立EBGP邻居关系。这样，每个CE设备发布的路由，可以通过居间设备发布给其它私网的CE设备。

居间设备的引入，可以减少CE设备的EBGP邻居数量。例如，在没有引入居间设备的情况下，若为了让每台CE设备能够学习到其它私网的路由，则需要每台CE设备与其它私网的所有CE设备均建立EBGP邻居关系；而引入居间设备之后，每台CE设备只需与居间设备建立EBGP邻居关系。

但由于居间设备在不同的私网之间传递路由信息时，会将路由的下一跳修改为自己。这将导致跨私网的隧道建立及流量，均会首先汇聚到居间设备上，因此居间设备可能成为性能及可靠性的瓶颈，造成了中间路径结点的流量不均衡。

通过以上两个场景可知，现有的路由发布方式会造成访问目的主机时的流量不均衡、中间路径结点的流量不均衡等问题。

为此，本申请提供了一种路由发布方法及装置，发布路由的设备在对外发布路由时不去修改路由的下一跳，通过这种路由发布方式可以实现访问目的主机时的流量均衡，以及中间路径结点的流量均衡。

如图3所示，为本申请提出的一种路由发布方法的流程图，该方法可包括以下步骤：

步骤301：网络设备获取将要对外发布的多条路由，所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同。

这里，将要对外发布的多条路由可以是通过静态配置方式引入到网络设备上的静态路由，或者是网络设备通过动态路由协议学习到的动态路由，如通过开放最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)协议学习到的路由。

步骤302：所述网络设备通过BGP对外发布所述多条路由，对外发布的所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识。

即本申请实施例中，网络设备通过BGP对外发布路由时不将路由的下一跳修改为本设备与对端设备连接的接口地址。

由于接收路由消息的设备不会关注路由下一跳是否被修改过，只是根据接收的路由消息生成相关的路由，故本申请提供的路由发布方法不会对现有BGP协议造成影响。

此外，本申请实施例中，网络设备对外发布的每条路由可以有一个唯一的标识。

为了与现有协议兼容，该标识可以是路由的路由标识(Route Distinguisher，RD)。在不考虑兼容性的情况下，该标识也可以是自定义的标识。

下一跳不同的路由分别携带不同的标识，从而上述多条路由可以依据互不相同的标识在接收设备上形成等价路由。

特别地，当所述网络设备为公共网络中的居间设备，所述网络设备与每个私有网络的CE设备建立有EBGP邻居关系时；步骤301中所述网络设备获取到的将要对外发布的多条路由可以来自任一个私有网络的CE设备，以及，步骤302中所述网络设备可以将获取到的多条路由发布给除所述任一个私有网络之外的其它私有网络的CE设备，以使不同私有网络的任两个CE设备之间的流量可以通过所述任两个CE设备之间的隧道转发，而不必再经过公共网络的居间设备。由于跨私网的流量转发不再经过居间设备，居间设备的性能和可靠性将不再成为整网的瓶颈，同时实现了中间路径结点的流量均衡。

可选地，所述网络设备还可能会接收到其它设备通过BGP发布的多条路由，按照图3所示的路由发布方法，此处网络设备收到的这多条路由有可能目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识。

若如此，则所述网络设备将上述接收到的多条路由保存到转发表中时，令每条路由在转发表中分别占据一个表项。

具体地，网络设备将上述接收到的多条路由保存到路由表时，对于带有不同标识的多条路由不进行汇聚，从而接收到的每条路由可以在网络设备的路由表中分别占据一个表项，形成等价路由。

之后，网络设备对路由表中的路由进行路由迭代，并下发到转发表时，对于上述带有不同标识的多条路由，即使发现迭代出的依赖路由相同，也不对这多条路由进行汇聚。从而在转发表中会存在多条指向相同的直接可达下一跳(即依赖路由的下一跳)的路由。

后续，当网络设备向转发表中的这多条路由指向的同一目的地址转发流量时，可以将流量均匀分担到这多条路由上，实现流量均衡。

为了进一步阐述本申请的技术思想，现结合具体的应用场景，对本申请的技术方案进行说明。

实施例一

如图4所示，Member1～Member4为一个集群中的4台成员设备。这4台设备以负载分担方式，通过同一个虚拟地址VIP为Host提供业务服务。

1、在TOR1和TOR2上配置目的地址为VIP的静态路由。具体的，在TOR1上配置一条目的地址为VIP，下一跳为Member1接口地址的静态路由；在TOR2上配置三条目的地址均为VIP，下一跳分别为Member2、Member3、Member4接口地址的静态路由。配置静态路由的同时为每条静态路由指定不同的标识。为了与现有协议最大限度的兼容，这个标识可以为路由的RD。在不考虑兼容性的情况下，也可以使用自定义的标识。

2、TOR1和TOR2通过BGP对外发布路由，并在发布路由时保持静态路由的原始下一跳不变，不去修改原始下一跳。TOR1对外发布一条路由，TOR2对外发布三条路由。发布的每条路由带有该路由的唯一标识，也即第一步中所说的RD或自定义标识。

3、TOR3接收TOR1和TOR2发布的路由。本实施例中，TOR3对于带有不同标识的路由不进行汇聚，从而在路由表中会形成有四个下一跳的等价路由。

4、由于对于TOR3而言，此处从TOR1和TOR2接收到的四条路由的下一跳并不是直连路由，因此TOR3在将这四条路由下发到转发表之前，会对这四条路由进行路由迭代。迭代过程为：以迭代路由的下一跳地址为目的地址在本地路由表中查找依赖路由，找到依赖路由后，将依赖路由的下一跳作为迭代路由的直接可达下一跳。对于原始下一跳为Member1接口地址的路由，迭代后的直接可达下一跳为TOR1；对于原始下一跳分别为Member2、Member3、Member4的路由，迭代后的直接可达下一跳均为TOR2。

TOR3进行路由迭代后，将上述四条路由下发到转发表时，对于带有不同标识的路由，即使迭代出的依赖路由相同，也不进行汇聚。从而在TOR3的转发表中，有四条目的地址均为VIP的路由，其中一条路由的直接可达下一跳指向TOR1，三条路由的直接可达下一跳指向TOR2，这四条路由的实际下一跳则分别为Member1、Member2、Member3和Member4的接口地址。

5、当TOR3下挂的Host访问Member1～Member4提供的业务服务时，TOR3可以根据转发表中实际下一跳的比例，将流量(即业务连接数)均匀地分担到转发表中的四条目的地址为VIP、下一跳分别为Member1～Member4接口地址的路由上。因此Member1承载的业务连接数占所有业务连接数的1/4，Member2～Member3共同承载的业务连接数占总业务连接数的3/4，从而实际到两个TOR的流量比例与各TOR下挂的成员设备的比例一致。

可选的，在上述第一步中，除了可以采用静态配置的方式将各Member的路由引入到TOR1和TOR2上，还可以令TOR1和TOR2通过动态协议的方式学习到各Member的路由。例如，各Member可以通过OSPF等协议将目的地址为VIP、下一跳为Member接口地址的路由发布到TOR1和TOR2上。TOR1和TOR2将这些路由引入到BGP的路由表中。从而，TOR1的BGP路由表中有一条目的地址为VIP的路由，TOR2上BGP路由表中有三条目的地址为VIP的路由。在TOR1和TOR2上通过路由策略，为每条路由指定唯一的标识，与上述静态路由流程类似，这个标识可以为RD，也可以为自定义标识。后续的流程与上述第二步至第五步类似，不再赘述。

TOR1、TOR2和TOR3采用本申请提供的路由发布和迭代方法之后，可以解决由于接入设备修改下一跳，引起的下挂网络服务节点之间流量不均匀的问题，使得服务节点能够提供更高性能的处理能力。

实施例二

如图5所示，多个私网通过一个公网互通。在每个私网上设置多台CE设备，在公网上设置一个居间设备，所有CE设备与该居间设备建立EBGP邻居关系。

该居间设备可以采用图3所示的路由发布方法，负责在不同私网的CE设备之间传递路由，在传递路由时不对路由的下一跳进行修改。

例如，假设居间设备接收到来自私网1的目的地址相同、下一跳分别指向CE11和CE12的两条路由，那么当居间设备将该路由向其它私网的CE设备发布时，也会发布两条路由，对外发布的这两条路由的下一跳分别为CE11和CE12。同时，居间设备发布的两条路由中可以带有不同的标识，该标识可以是RD或自定义标识，从而这两条路由可以依据该标识在其它私网的CE设备上形成等价路由，实现到私网1路由的负载分担。如此，便可以直接在CE设备之间建立路由转发关系，CE设备之间可以直接进行流量的转发。

私网之间可以通过隧道互通，隧道可以在每个私网的CE设备上建立。由于本实施例中直接在CE之间建立路由转发关系，从而可以直接在CE之间建立隧道，而无需让隧道汇聚到居间设备上。隧道可以手工建立，也可以根据路由信息自动建立。这样，不同私网的任两个CE设备之间的流量可以通过该任两个CE设备之间的隧道转发，无需再汇聚到居间设备。

例如，图5中的双箭头表示CE21与CE11、以及CE21与CE12之间的隧道(需要说明的是，为图像清晰其余CE之间的隧道未在图5中一一标出)，从而CE21发往私网1的流量可以通过这两条隧道共同分担。

如此，每个CE设备到某个特定私网的路由下一跳，为该特定私网的多个CE设备，出接口分别为到该特定私网的多个CE设备的隧道。

从上述过程可知，居间设备采用本申请提供的路由发布方法之后，只负责路由的传输，不再负责流量的转发，跨私网的流量转发不再经过居间设备。居间设备的性能和可靠性将不再成为整网的瓶颈。从而，居间设备也将可以用一些转发性能不高，但是路由处理较高的NFV(Network Function Virtualization)设备替代。

以上对本申请提供的方法进行了描述。下面对本申请提供的装置进行描述。

参见图6，该图为本申请实施例提供的一种网络设备的功能模块框图，用于实现上述图3所示的路由发布方法。所述网络设备包括：

路由获取单元601，用于获取将要对外发布的多条路由，所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同。

路由发布单元602，用于通过BGP对外发布所述多条路由，对外发布的所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识。

可选的，所述网络设备还可以包括：

路由接收单元，用于接收其它设备通过BGP发布的多条路由，接收的多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识。

路由保存单元，用于将所述接收的多条路由保存到转发表中，每条路由在转发表中分别占据一个表项。

可选的，所述网络设备还可以包括：

流量转发单元，用于向所述接收的多条路由指向的同一目的地址转发流量时，将流量均匀分担到所述接收的多条路由上。

可选的，当所述网络设备为公共网络中的居间设备，所述网络设备与每个私有网络的CE设备建立有EBGP邻居关系时；所述路由获取单元601获取到的将要对外发布的多条路由来自任一个私有网络的CE设备；以及，所述路由发布单元602将获取到的多条路由发布给除所述任一个私有网络之外的其它私有网络的CE设备，以使不同私有网络的任两个CE设备之间的流量通过所述任两个CE设备之间的隧道转发。

可选的，所述标识可以为路由标识或自定义标识。

可选的，所述将要对外发布的多条路由可以为在所述网络设备上配置的静态路由，或所述网络设备通过动态路由协议学习到动态路由。

需要说明的是，本发明实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。在本申请的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在存储客户端的处理器将存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图7所示，为本申请提供的网络设备的一种硬件结构图。

如图7所示，该网络设备包括通信接口701、处理器702、存储器703和总线704；其中，通信接口701、处理器702、存储器703通过总线704完成相互间的通信。

其中，通信接口701，用于发布和接收路由，以及转发流量。处理器702可以是一个中央处理器(CPU)，存储器703可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，并且存储器703中存储有逻辑指令，处理器702可以执行存储器703中存储的路由发布逻辑指令，以实现上述的路由发布方法功能，参见图3所示的流程。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种路由发布方法，其特征在于，包括：

网络设备获取将要对外发布的多条路由，所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同；

所述网络设备维持所述多条路由的下一跳，禁止将各路由的下一跳修改为本设备与对端设备连接的接口地址；

所述网络设备通过边界网关协议BGP对外发布所述多条路由，对外发布的所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识，以使其他设备在接收到所述多条路由时，基于所述多条路由中的不同标识，将所述接收的多条路由保存到转发表中，每条路由在转发表中分别占据一个表项。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述网络设备接收其它设备通过BGP发布的多条路由，接收的多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识；

所述网络设备将所述接收的多条路由保存到转发表中，每条路由在转发表中分别占据一个表项。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述网络设备向所述接收的多条路由指向的同一目的地址转发流量时，将流量均匀分担到所述接收的多条路由上。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述网络设备为公共网络中的居间设备，所述网络设备与每个私有网络的用户网络边缘CE设备建立有外部边界网关协议EBGP邻居关系时；

所述网络设备获取到的将要对外发布的多条路由来自任一个私有网络的CE设备；

以及，所述网络设备将获取到的多条路由发布给除所述任一个私有网络之外的其它私有网络的CE设备，以使不同私有网络的任两个CE设备之间的流量通过所述任两个CE设备之间的隧道转发。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标识为路由标识或自定义标识。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将要对外发布的多条路由为在所述网络设备上配置的静态路由，或所述网络设备通过动态路由协议学习到动态路由。

7.一种网络设备，其特征在于，包括：

路由获取单元，用于获取将要对外发布的多条路由，所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同；

路由发布单元，用于维持所述多条路由的下一跳，禁止将各路由的下一跳修改为本设备与对端设备连接的接口地址；通过边界网关协议BGP对外发布所述多条路由，对外发布的所述多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识，以使其他设备在接收到所述多条路由时，基于所述多条路由中的不同标识，将所述接收的多条路由保存到转发表中，每条路由在转发表中分别占据一个表项。

8.如权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括：

路由接收单元，用于接收其它设备通过BGP发布的多条路由，接收的多条路由的目的地址相同、下一跳不同且分别携带不同的标识；

路由保存单元，用于将所述接收的多条路由保存到转发表中，每条路由在转发表中分别占据一个表项。

9.如权利要求8所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还包括：

流量转发单元，用于向所述接收的多条路由指向的同一目的地址转发流量时，将流量均匀分担到所述接收的多条路由上。

10.如权利要求7所述的网络设备，其特征在于，当所述网络设备为公共网络中的居间设备，所述网络设备与每个私有网络的用户网络边缘CE设备建立有外部边界网关协议EBGP邻居关系时；

所述路由获取单元获取到的将要对外发布的多条路由来自任一个私有网络的CE设备；

以及，所述路由发布单元将获取到的多条路由发布给除所述任一个私有网络之外的其它私有网络的CE设备，以使不同私有网络的任两个CE设备之间的流量通过所述任两个CE设备之间的隧道转发。

11.如权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述标识为路由标识或自定义标识。

12.如权利要求7所述的网络设备，其特征在于，所述将要对外发布的多条路由为在所述网络设备上配置的静态路由，或所述网络设备通过动态路由协议学习到动态路由。

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