خلاصه سازی مسیر Route Summarization در پروتکل BGP

خلاصه سازی مسیر Route Summarization در پروتکل BGP، در این مقاله قصد داریم مفاهیم مربوط به خلاصه سازی مسیر (Route Summarization) و پیاده سازی آن در پروتکل مسیریابی BGP را مورد بررسی قرار دهیم. در ابتدا به مرور بر پروتکل مسیریابی BGP خواهیم پرداخت.

خلاصه سازی مسیر Route Summarization در پروتکل BGP

فهرست مطالب

1. مروری بر BGP
2. Route Summarization چیست
3. پیاده سازی

مروری بر BGP

BGP پروتکل اینترنت می باشد پس با این فرض به این نتیجه می رسیم که Service Provider ها هستند که سرویس اینترنت را ارائه می نمایند. در واقع اینترنت متشکل از تعداد زیادی روتر می باشد که مسیرهایی را با یکدیگر مبادله می نمایند. هر Service Provider به تنهایی دارای تعداد زیادی روتر و مسیر می باشد.

چنانچه یک Service Provider با یک Service Provider دیگر قصد برقراری ارتباط داشته باشند اگر برای این ارتباط از پروتکل های IGP مانند OSPF و EIGRP استفاده نمایند این امکان وجود نخواهد داشت چرا که OSPF و EIGRP پروتکل هایی هستند که برای تعداد مسیرهای (Route) محدودی طراحی شده اند. بنابراین صد ها یا هزاران روتری در هر Service Provider در حال فعالیت هستند. با این تعداد روتر و مسیر های بسیار زیاد در هر Service Provider پروتکل های IGP مانند OSPF و EIGRP امکان مدیریت این حجم از بار کاری (Workload) را نخواهند داشت. راهکار حل این مشکل بهره گیری از پروتکل EGP به نام BGP می باشد. EGP پروتکلی است که تمامی Service Provider ها در سطح جهان از آن استفاده می نمایند. تمامی Service Provider ها در سطح جهان تمام مسیرهای شان  را با یکدیگر مبادله می نمایند. هر کدام از  Service Provider ها یک Autonomous System (AS) دارند که بلوک های آدرس IP و مسیر های خود را در این AS نگهداری می کنند.

این نکته حائز اهمیت است که بدانیم Service Provider در داخل خود ممکن است از پروتکل های OSPF و EIGRP و یا حتی BGP به صورت داخلی که iBGP نام دارد استفاده نمایند. هدف از BGP اشتراک Prefix و Subnet های کوچک و خاص نیست. ممکن است مسیرها با Prefix ها 16/ مبادله شوند.

Route Summarization چیست و چه کاربردی دارد

Service Provider ها که خدمات اینترنت را به کاربران ارائه می نماید ممکن است بلوک های بزرگی از آدرس های Public IP را در اختیار داشته باشد. این Service Provider ها در عین حال با ارائه دهندگان و Carrier های دیگر نیز ارتباط خواهند داشت. بلوک های IP ممکن است با Subnet های از جمله  /16 و یا حتی /8 در اختیار این ارائه دهندگان قرار داشته باشد. در بسیاری از شرایط این ارائه دهندگان مسیر های خود را به سمت ارائه دهندگان دیگر منتشر خواهند کرد. این نکته در BGP حائز اهمیت است که تمامی Service Provider ها سیاست هایی در خصوص دریافت مسیر های منتشر شده توسط ارائه دهندگان دیگر دارند. به عنوان مثال امکان Advertise نمودن مسیر های با Subnet هایی مثل /30 وجود ندارد.

تقریبا تمامی Service Provider ها از Subnet هایی بزرگتر از /24 جهت دریافت Advertise ها پشتیبانی نمی نمایند. دلیل اصلی این کار جلوگیری از اشباع شدن جدول مسیریابی (Routing table) روتر های آن ها می باشد. با استفاده از Summarization یا همان خلاصه سازی مسیر هایی که subnet های بزرگتری دارند را خلاصه و به صورت یک جا و با Subnet mask کلی تری منتشر می نماییم.

پیاده سازی Summarization در BGP

جهت پیاده سازی Route Summarization در پروتکل مسیریابی BGP توپولوژی زیر مفروض می باشد.

در این سناریو فرض بر این است که روتر R1 چندین اینترفیس Loopback با آدرس های (1.1.1.1/32، 1.1.1.2/32، 1.1.1.3/32 ، 1.1.1.4/32) دارد. چناچه جهت انتشار این مسیر ها دستور Network را اجرا نماییم، تمامی 4 آدرس به سمت R2 منتشر خواهد شد. سپس R2 بر اساس مکانیزم رفتاری eBGP که در مقاله ( تفاوت eBGP و iBGP ) به صورت کامل به آن پرداختیم، این مسیر ها را به روتر R4 ارسال خواهد نمود. فرض کنیم که R4 که در یک AS مجزا قرار دارد یک Service Provider دیگر می باشد. حال تمامی این 4 مسیر منتشر شده جدول مسیریابی این Provider را اشغال خواهد نمود حال اگر این 4 مسیر را میلیون ها مسیری که درون اینترنت وجود دارد تعمیم دهیم متوجه خواهیم شد سربار بسیاری به روتر ها تحمیل خواهد شد. بنابراین این مسیر ها باید به صورت خلاصه به Carrier های دیگر Advertise شود.

این وظیفه ماست که چنانچه قصد داریم یک Route را منتشر نماییم به چگونگی و محل خلاصه سازی آن فکر کرده باشیم. در این سناریو قصد داریم خلاصه سازی را در روتر R2 و قبل از اینکه مسیر به سمت R4 منتشر گردد انجام دهیم. با یک نگاه اجمالی مشاهده خواهیم نمود که هیچ نیازی نیست که مسیر هایی که همگی قابل خلاصه سازی هستند و در یک مسیر قرار دارند را به صورت مجزا Advertise نماییم.

در این سناریو ابتدا مسیر های درون R1 را به صورت زیر Advertise می نماییم.

R1(config)#router bgp 100
R1(config-router)#network 1.1.1.1 mask 255.255.255.255
R1(config-router)#network 1.1.1.2 mask 255.255.255.255
R1(config-router)#network 1.1.1.3 mask 255.255.255.255
R1(config-router)#network 1.1.1.4 mask 255.255.255.255

چنانچه هیچ خلاصه سازی صورت نگرفته باشد با اجرای دستور زیر می توان دید که همه مسیر های به صورت مجزا به روتر R4 ارسال شده اند.

اکنون اقدام به خلاصه سازی در روتر R2 را به صورت زیر انجام خواهیم داد.

R2(config)#router bgp 100
R2(config-router)#aggregate-address 1.1.1.0 255.255.255.240 summary-only

با اعمال دستور فوق و خلاصه سازی مسیر ها چنانچه مجدد به روتر R4 مراجعه نماییم مشاهده می نماییم که خلاصه سازی به درستی اعمال شده است و خروجی به صورت زیر قابل مشاهد می باشد. در نظر داشته باشید در دستور فوق چنانچه عبارت Summary-only را فراموش کنیم هم مسیر خلاصه و هم مسیر های مجزا هردو به سمت روتر R4 منتشر و در جدول قرار خواهند گرفت. پس همواره باید دقت داشته باشیم که از اعمال عبارت Summary-only اطمینان حاصل نماییم.

در نظر داشته باشید که هنگام اعمال دستورات خلاصه سازی مدتی زمان نیاز است تا تغییرات در R4 انجام پذیرد. جهت انجام سریع تر تغییرات می توان در روتر R2 دستور زیر را اعمال نمود. در نظر داشته باشید آدرس IP وارد شده در این دستور آدرس روتر همسایه (R4) می باشد.

R2#clear bgp ipv4 unicast 100.100.24.4 soft