OSPF环路机制故障分析

■ 辽宁 高大伟

编者按： OSPF协议作为一种成熟的内部网关协议，被大量厂商实现，与BGP一起成为网络协议规划的首选。笔者单位在网络规划建设时，网络路由协议采用了OSPF。然而在使用中出现网速现象，这是什么原因呢？

OSPF（Open Shortest Path First，开 放 式最短路径优先）是一个内部网关协议，应用于自治系统内路由的分发。MPLS（MultiProtocol Label Switching）最初是为提高路由器转发速度而提出的一个协议，它融合了IP路由技术灵活和ATM交换技术简洁性，MPLS虚拟专用网是网络应用商为用户提供的一种专用通道。

故障现象

单位在建设应急通信时，充分考虑保密性和覆盖范围的需求，租用了运营商的MPLS虚拟专用链路，互联关系如图1所示。甲站的业务单路连接在丙站的PE1设备上，乙站的业务通过传输双链路连接在丙站的PE1和PE2设备上，PE设备上运行BGP协议并配置MPLS虚拟专用网实例，PE设备和CE设备运行OSPF协议。

图2 DN位示意图

某天，乙站用户反映虚拟专用网业务缓慢，同时，甲站用户也反映虚拟专用网业务出现缓慢问题。

故障排查

虚拟专用网业务缓慢，必然是路由出现问题，应该检查丙站与甲站、乙站的路由是否正确。在确认甲站、乙站的路由时，发现虚拟专用网路由并没有按照规划过BGP路由，而是通过乙站的OSPF路由，由于乙站的传输链路带宽有限，两个站的业务量超过了链路带宽两个造成大量数据包拥塞在链路上，导致两个站的虚拟专用网业务出现缓慢。

两个虚拟专用网业务数据，为什么不按照规划走BGP路由，而是通过乙站的OSPF路由进行转发呢？笔者试着从OSPF协议的防环原理中寻找其中的原因。OSPF协议的防环机制原理是在OSPF多实例进程使用一个bit位称为DN位，其在hello包和每个链路状态通告（LSA）中的位置如图2所示。

当PE生成Type3、Type5与Type7 LSA发布给CE时，将DN标志位置为1，其他类型LSA的DN标志位置为0，PE路由器的OSPF进程在进行SPF计算时，忽略DN标志位 置 1的 Type3、Type5与Type7 LSA。因此，当甲站的路由通过OSPF发给丙站时，PE1将通过OSPF学到的甲站路由，由Type3的LSA发给乙 站 时，DN标志位置1，当乙站将这些路由通过OSPF发给PE2时，PE2只会将这些路由存放在OSPF的数据库中，而不会放入路由表之中，因此不会将这些路由重新发布到BGP中，从而实现路由防环。

然而实际情况是，PE2收到了乙站发过来的甲站的路由，由于OSPF的管理距离比BGP管理距离小，导致甲站的数据直接优先选择乙站发过来的OSPF路由进行分发。既然Type3的LSA DN标志位置1，为什么还将这些路由放进路由表呢？检查CE、PE的配置，发现每个虚拟专用网的OSPF配置中，都有“capability vrf-lite”这一命令，此命令的作用是关闭DN位监听，也就是说，不管DN位是否置1，都将学习到的路由放进路由表。

故障排除

发现故障原因后，将PE2上各个虚拟专用网配置中undo capability vrf-lite，并在乙站的CE上各个虚拟专用网OSPF配置中，配置capability vrf-lite，重启OSPF进程，故障排除。