IP網(wǎng)絡(luò)中路由器協(xié)議的使用
現(xiàn)代化信息標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)和以前大不相同了。自從統(tǒng)一通信的提出,更是給了企業(yè)級(jí)的信息化標(biāo)準(zhǔn)劃了一個(gè)新的時(shí)代。那么其中路由器協(xié)議的使用就更為復(fù)雜了。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,尤其是IP網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)上無(wú)法在不到1s的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)故障,但是,VoIP,IPTV等應(yīng)用對(duì)迅速故障檢測(cè)和恢復(fù)提出了越來(lái)越高的要求。目前作為一項(xiàng)IETF草案標(biāo)準(zhǔn),雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)(BFD)提供一種檢測(cè)鏈路或系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸流能力的方法,提高故障檢測(cè)與恢復(fù)速度。
從技術(shù)上來(lái)說(shuō),BFD在兩臺(tái)路由器上建立會(huì)話,用來(lái)監(jiān)測(cè)兩臺(tái)路由器間的雙向轉(zhuǎn)發(fā)路徑,為上層路由器協(xié)議服務(wù)。BFD本身并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)機(jī)制,而是靠被服務(wù)的上層協(xié)議通知其該與誰(shuí)建立會(huì)話,會(huì)話建立后如果在檢測(cè)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到對(duì)端的BFD控制報(bào)文則認(rèn)為發(fā)生故障,通知被服務(wù)的上層協(xié)議,上層協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理。
BFD是一種簡(jiǎn)單的“Hello"協(xié)議,系統(tǒng)之間所建立的會(huì)話通道上周期性的發(fā)送檢測(cè)報(bào)文,如果某個(gè)系統(tǒng)在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到對(duì)端的檢測(cè)報(bào)文,則認(rèn)為在這條到相鄰系統(tǒng)的雙向通道的某個(gè)部分發(fā)生了故障。雖然BFD路由器協(xié)議相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,但是是非常新的技術(shù),所以如何對(duì)其進(jìn)行測(cè)試是當(dāng)前路由設(shè)備廠商關(guān)注的焦點(diǎn)。某企業(yè)使用IXIA測(cè)試BFD協(xié)議的拓?fù)鋱D,IXIA支持單跳和多跳Session的測(cè)試,另外還有下面的特點(diǎn):
(1)一個(gè)端口可以仿真多個(gè)BFD路由器、多個(gè)接口和多個(gè)Sessions。
(2)支持Asynchronous模式和Demand模式驗(yàn)證,支持Echo功能。
(3)BFD協(xié)議可以單獨(dú)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)功能測(cè)試和Session容量測(cè)試。
(4)BFD協(xié)議也可以和BGP4,BGP4+,OSPFv2/v3,ISISv4/v6,EIGRP和PIM-SMv4/v6等路由器協(xié)議配合使用。
Graceful Restart(完美重啟)是一種旨在使路由器協(xié)議重啟影響最小化的機(jī)制,其目的是盡量減少路由器重啟導(dǎo)致的路由抖動(dòng),減少路由計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的浪費(fèi)。各種路由器協(xié)議比如OSPF,BGP,ISIS和MPLS協(xié)議RSVP-TE和LDP協(xié)議都需要支持GR的功能以實(shí)現(xiàn)無(wú)停止轉(zhuǎn)發(fā)(Non-Stop Forwarding)。
GR機(jī)制的核心在于:當(dāng)某設(shè)備的路由器協(xié)議重啟時(shí),能夠通知GR Helper在一定時(shí)間內(nèi)將到該設(shè)備的鄰居關(guān)系和路由保持穩(wěn)定。在路由協(xié)議重啟完畢后,GR Helper協(xié)助其進(jìn)行路由信息同步,在盡量短的時(shí)間內(nèi)使該設(shè)備的各種路由信息恢復(fù)到重啟前的狀態(tài)。在整個(gè)協(xié)議重啟過(guò)程中,網(wǎng)絡(luò)路由和轉(zhuǎn)發(fā)保持高度穩(wěn)定,報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)路徑也沒(méi)有任何改變,整個(gè)系統(tǒng)可以不間斷地轉(zhuǎn)發(fā)IP報(bào)文。這個(gè)過(guò)程即稱為完美重啟。IXIA支持路由器協(xié)議和MPLS協(xié)議的GR特性,相應(yīng)遵守的規(guī)范如表2所示。測(cè)試GR特性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,需要支持相應(yīng)協(xié)議的GR特性,驗(yàn)證被測(cè)設(shè)備GR特性是否有效。
從原理上來(lái)說(shuō),QoS所評(píng)估的就是網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)包的服務(wù)能力。由于網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是多樣的,因此對(duì)QoS的評(píng)估可以基于不同方面。通常所說(shuō)的QoS,是對(duì)數(shù)據(jù)包傳輸過(guò)程中為延遲、延遲抖動(dòng)、丟包率等核心需求提供支持服務(wù)能力的評(píng)估。QoS的類(lèi)型主要有四種:
(1)802.1p VLAN優(yōu)先級(jí):位于二層報(bào)文頭部,適用于不需要分析三層報(bào)頭,而需要在二層環(huán)境下保證QoS的場(chǎng)合。
(2)IP優(yōu)先級(jí):IP Header中的TOS字段有8個(gè)Bit,前3個(gè)Bit表示的就是IP優(yōu)先級(jí),取值范圍為0~7。
(3)ToS優(yōu)先級(jí):IP Header中的TOS字段有8個(gè)Bit,第3~6這4個(gè)bit表示的是ToS優(yōu)先級(jí),取值范圍為0~15。
(4)DSCP優(yōu)先級(jí):定義了4類(lèi)流量:
加速轉(zhuǎn)發(fā)(Expedited Forwarding,EF)類(lèi)。確保轉(zhuǎn)發(fā)(Assured Forwarding,AF)類(lèi)。又分為4個(gè)小類(lèi),每個(gè)小類(lèi)又分為3個(gè)丟棄優(yōu)先級(jí),可以細(xì)分AF業(yè)務(wù)的等級(jí),AF類(lèi)的QoS等級(jí)低于EF類(lèi)。兼容IP優(yōu)先級(jí)的類(lèi)(Class Selector,CS)。從IP ToS字段演變而來(lái),共8類(lèi)。盡力轉(zhuǎn)發(fā)(Best Effort,BE)類(lèi)。是CS中特殊一類(lèi),沒(méi)有任何保證,AF類(lèi)超限后可以降級(jí)為BE類(lèi),現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)流量也都默認(rèn)為此類(lèi)。
而QoS優(yōu)先級(jí)重標(biāo)記功能則通過(guò)引入ACL進(jìn)行流識(shí)別,為匹配的報(bào)文重新指定優(yōu)先級(jí)。QoS的測(cè)試屬于傳統(tǒng)測(cè)試項(xiàng),測(cè)試儀表都有比較好的支持,但是對(duì)于QoS重標(biāo)記的測(cè)試,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜,因?yàn)閺臏y(cè)試的原理上來(lái)說(shuō),性能測(cè)試必須對(duì)特定的字段進(jìn)行追蹤,但是由于QoS被“重新標(biāo)記"了,所以所追蹤的特定字段也就改變了。目前,只有IXIA所提供的多字段追蹤功能可以對(duì)QoS重標(biāo)記功能進(jìn)行很好的支持,并且可以和路由交換設(shè)備的控制層面測(cè)試結(jié)合進(jìn)行。一個(gè)QoS優(yōu)先級(jí)可以被被測(cè)設(shè)備“重新標(biāo)記"為多個(gè)其他優(yōu)先級(jí),傳統(tǒng)的采用“抓包"分析的方法就顯得無(wú)能為力了。
IXIA的多字段追蹤功能特點(diǎn)非常靈活,除了對(duì)QoS重標(biāo)記特性測(cè)試很方便實(shí)現(xiàn)之外,另外還可以應(yīng)用于VLAN泄漏,電信級(jí)以太網(wǎng)重要的PBB/PBT轉(zhuǎn)發(fā)性能測(cè)試等重要特性的測(cè)試。目前,多個(gè)設(shè)備制造商和評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)都用該特性評(píng)估設(shè)備的QoS重標(biāo)記性能和PBB/PBT轉(zhuǎn)發(fā)性能。IXIA領(lǐng)先的路由交換測(cè)試方案完全可以滿足和超過(guò)客戶對(duì)各種最復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境仿真的預(yù)期,為路由交換設(shè)備提供真實(shí)的環(huán)境和流量仿真,隨著從傳統(tǒng)路由測(cè)試向最新路由方法的轉(zhuǎn)換,隨著用戶對(duì)高性能、高密度和高擴(kuò)展性要求的提高,IXIA最新的Optixia測(cè)試平臺(tái)和IxNetwork路由交換測(cè)試軟件完全可以滿足和超過(guò)用戶多樣化的測(cè)試需求。