《路由设计优化》读后感及总结之1

11 8 月, 2013,由 frank撰写

第1章：网络设计目标与方法

1. 在设计一个新网络时，首先必须考虑网络的目的。考虑网络将要承载哪些类型的流量，运行哪些应用程序。
2. 网络设计的基本目标为可靠性、弹性、可管理性和可扩展性。
3. 可靠的网络指能够在合理的时间内将期望的流量传送到正确的目的地。
4. 可靠性和弹性是相辅相成的，另外弹性不同等于冗余性。
5. 在运行网络管理时，最重要的日常维护是执行周期性的网络基线检查（正常状态下的流量等基本信息，可通过netflow或snmp进行采集）和建立网络文档。
6. MTBF(Mean Time Between Failures,平均无故障时间)：系统在出现故障前可期望的正常运行时间。
7. MTTR：网络从故障状态恢复在正常运行状态平均所花费的时间。

第2章：网络设计目标与方法

1. 很多产品的设计都是源于生活，网络也不例外，就如同一台电脑坏了，你要首先确认显示器是否ok，连线是否ok，电源是否ok，如果连接和外部硬件没问题，你会拆开电脑，确认里面的部件，如内存，硬盘，软件等。换言之很多软件组成了系统，系统和内部硬件组成了核心，显示器，电源和机箱组成了外设。
回头来看下网络，为了建立可靠性、弹性、可管理性和可扩展性的网路，我们常常把网络也拆成几部分来考虑。纵向看可以根据客户实际需求分成多个层次，每个层次都可以看成是一个子系统；横向看每个层又可以分成多个区，所谓“区”不同于路由协议中的，他是多个路由器的逻辑集合。如下所示：

2. 层功能之一，转发流量，分为层间、层内、区间和区内流量
3. 层功能之二，聚合路由信息，有两类聚合，流量聚合和路由聚合。
4. 层功能之三，定义和实施路由策略，通常部署两层边缘，路由策略不仅可以隐藏层内拓扑及可达信息，而且还可以实施流量工程，优化网络，如mpls te，mtr，pbr，oer等等。
5. 层功能之四，用层来界定网络接入点。
6. 层功能之五，这个类似路由策略，只是功能三说的是路由优化，而这里是在层间或区域间部署流量控制，qos等。
7. 网络层次结构可以分为2层和3层，主要区别在于3层有更多的应用点，把多个功能分开在不同层。如下图所示：

8. 如何确定2层还是3层？下面有些简单的经验规则，当然实际设计时要看具体情况，这些仅仅是参考：
-网络地理覆盖较小的，倾向两层结构；覆盖较大，倾向3层。
-采用扁平化拓扑以减少跳数，倾向两层；非扁平化，倾向3层。
-高度网状网络，有大量区间流量交互，倾向2层；如果有良好的汇聚资源或有大量远程站点连接少数集中式数据中心，倾向3层网络。
-如果策略集中在流量工程，两层更优；如果集中在限制用户接入速度，3层设计较好。
<此处可以拿几个实际案例分析下，以后补充>
9. 大型企业或运营商基本都采取了在层内隐藏层次结构，网络中心只维护到各省汇聚层，汇聚层下面的由省公司自己的工程师维护，这样汇聚层下就会有更多的结构。
10. 通常拓扑结构设计应尽可能遵循从物理结构设计，使边界清晰，这在BGP设计指南中也提到过。
11. 设计网络结构时通常用网络分界点，网络纵向各层之间，网络各区之间都具有分界点，用于标记层与层，区与区之间的互联位置。分界点可能带来预算的增加，而且要考虑网络弹性，但这可以使边界清晰，维护简单，提高稳定性。
12. 在进行网络物理拓扑结构设计时，分离复杂的拓扑结构是通用做法。
13. 这里又把NA中的地址分配复习了下，分三类，简单汇总下：
对于10.98.142.87/22，网络地址，主机地址和广播地址？
24是正常掩码，现在是22，所以第3个8位组起作用
在这个8位组中，前6个是网络，后2个是主机
对于网络地址，2的6次方为64，地址范围为0-63，64-127，128-191；也可以用142除64，为2余14，说明2倍的64还大14。因为地址范围为128-191，128是网络地址，191是广播地址。主机地址范围为128到142，所以是14。
书上说的有问题，按照书上的计算结果，应该是10.98.142.87/18，正解如下：
以主机位来计算，这里是2个主机位，总共有4个地址，所以4的倍数就是网段，如0-3，4-8，这时用142除以4为35余2，所以它的网段应该在（142-2）- 143，所以主机地址范围为10.98.140.1到10.98.143.255；广播地址为10.98.143.255；

有几个子网，主机数为13，9，18，5，地址快为10.1.0.0/24，合理划分网段？
先分大的网段，再分小的网段，先排序：18，13，9，5
2的5次方32能把18覆盖，32-5=27，10.1.0.0/27，所以10.1.0.0 到 10.1.0.31,
2的4次方16能覆盖13，32-4=28，10.1.0.32/28，所以10.1.0.32 到 10.1.0.47
2的4次方16能覆盖9，32-4=28，10.1.0.48/28，所以10.1.0.48 到 10.1.0.63
2的3次方8能覆盖5，32-3=29，10.1.0.64/29，所以10.1.0.64 到 10.1.0.71

有子网地址10.1.57.0/24，10.1.59.0/24和10.1.61.0/24，包含这三个地址块的最长前缀汇总？
可以看到第3个8位组在变化，57，59，61，因此包含了57-61，5个范围，那么2的3次方8能覆盖5，所以这3是主机位，因而网络位则为24-3=21，对于网络范围，7*8=56，因此范围为56到63，所以网络为10.1.56.0/21。

14. 在编址时，可以通过泄漏明细路由的方式来优化看似无法汇总的环境。如下所示：

注：以上两种技术可能会带来复杂的管理，如新增节点的地址分配，网络的维护等等。

16. 另一种方法就是改变逻辑结构，简言之就是上移到汇聚层再做汇总，这是一个比较方便合理的做法，当然如果是两层结构就没法做了。

17. 不合理的汇总会带来以下问题：
汇总黑洞，其中一个link中断，汇总仍然是激活的，因为另一根link是好的，这样就会造成路由黑洞，这个问题类似之前在BGP设计指南中提到的Multi-Home环境相似，也同样类似其他IGP中的情况，目前平衡的方法是在B与C之间建立一个新的link：

次优选路，不管B和C发送汇总的cost是多少，都会产生次优，因为上联到两台汇聚设备的路径不对等，对于核心A来说，这种不对等又是无法感知的，这也是汇总带来的负面影响，尽量避免这种设计：

汇总路由的度量，由于默认汇总路由会继承现有路由最小度量来作为其度量并发给核心路由器，但除了上面提到的两个问题外，还有一个问题，就是当被继承的路由由于故障消失时，这个汇总路由会再次继承现有的度量，这样汇聚层的变化影响了核心层，这不是一个好的设计，所以对于汇总，最好用恒定的度量，不会被其他因素所影响，好的方法就是用环回口，然后手动指定度量：