如何解决BGP路由黑洞问题

　　实验拓扑

　　

　　实验需求1.设备互联地址如图所示；所有设备开设Loopback0口，该接口IP地址为x.x.x.x/32，其中x为设备编号。Loopback0的IP地址作为OSPF RouterID以及LSR ID、LDP传输地址。

　　2.R1、R2、R3、R4运行OSPF，通告直连接口及Loopback0。注意R1不能在OSPF中通告192.168.1.0/24路由，R4也不能在OSPF中通告192.168.2.0/24路由。

　　3.R1及R4基于Loopback0口建立iBGP邻居关系；R1将直连路由192.168.1.0/24通告进BGP，R4将直连路由192.168.2.0/24通告进BGP，R2及R3不运行BGP。

　　4.通过部署MPLS，使得PC1与PC2能够互通。

　　实验步骤及配置1.完成设备接口、OSPF和BGP的配置：

　　R1的配置如下：

　　完成接口IP地址的配置：

[R1] interface GigabitEthernet0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] ip address 12.1.1.1 24
[R1] interface GigabitEthernet0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.1.254 24
[R1] interface loopback0
[R1-Loopback0] ip address 1.1.1.1 32

配置OSPF：

[R1] ospf 1 router-id 1.1.1.1
[R1-ospf-1] area 0
[R1-ospf-1-0.0.0.0] network 12.1.1.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-0.0.0.0] network 1.1.1.1 0.0.0.0

配置BGP:

[R1] bgp 100
[R1-bgp] peer 4.4.4.4 as-number 100
[R1-bgp] peer 4.4.4.4 connect-interface Loopback0
[R1-bgp] network 192.168.1.0 24

R2的配置如下：

完成接口IP地址的配置：

[R2] interface GigabitEthernet0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0] ip address 12.1.1.2 24
[R2] interface GigabitEthernet0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1] ip address 23.1.1.2 24
[R2] interface loopback0
[R2-Loopback0] ip address 2.2.2.2 32

配置OSPF：

[R2] ospf 1 router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1] area 0
[R2-ospf-1-0.0.0.0] network 12.1.1.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-0.0.0.0] network 23.1.1.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-0.0.0.0] network 2.2.2.2 0.0.0.0

R3的配置如下：

完成接口IP地址的配置：

[R3] interface GigabitEthernet0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0] ip address 23.1.1.3 24
[R3] interface GigabitEthernet0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1] ip address 34.1.1.3 24
[R3] interface loopback0
[R3-Loopback0] ip address 3.3.3.3 32

配置OSPF：

[R3] ospf 1 router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1] area 0
[R3-ospf-1-0.0.0.0] network 23.1.1.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-0.0.0.0] network 34.1.1.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-0.0.0.0] network 1.1.1.1 0.0.0.0

R4的配置如下：

完成接口IP地址的配置：

[R4] interface GigabitEthernet0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0] ip address 34.1.1.4 24
[R4] interface GigabitEthernet0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.2.254 24
[R4] interface loopback0
[R4-Loopback0] ip address 4.4.4.4 32

配置OSPF：

[R4] ospf 1 router-id 4.4.4.4
[R4-ospf-1] area 0
[R4-ospf-1-0.0.0.0] network 34.1.1.0 0.0.0.255
[R4-ospf-1-0.0.0.0] network 4.4.4.4 0.0.0.0

配置BGP

[R1] bgp 100
[R1-bgp] peer 1.1.1.1 as-number 100
[R1-bgp] peer 1.1.1.1 connect-interface Loopback0
[R1-bgp] network 192.168.2.0 24

完成上述配置后，当PC1去ping PC2时，肯定是无法ping通的，数据包的转发过程如下：

虽然R1已经通过BGP从R4学习到192.168.2.0/24的路由，PC1访问PC2的数据包被R1转发给了R2，但是由于R2没有运行BGP，而OSPF域中又没有关于192.168.2.0/24的路由，因此报文在R2处被丢包，这就是典型的BGP路由黑洞问题。其实之所以不在R2、R3上运行BGP，是因为BGP承载的路由前缀数量往往非常庞大，此举可以极大的降低R2、R3的设备资源消耗，但是却也带来了路由黑洞问题。

利用MPLS能够解决上述问题，我们在R1、R2、R3、R4上激活MPLS及LDP：

从而构建一个MPLS网络。

R1的配置增加如下：

[R1] mpls lsr-id 1.1.1.1  #配置MPLS LSR ID
[R1] mpls  #全局激活MPLS
[R1-mpls] quit
[R1] mpls ldp #全局激活LDP
[R1-mpls-ldp] quit
[R1] Interface GigabitEthernet 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] mpls #在接口上激活MPLS
[R1-GigabitEthernet0/0/0] mpls ldp #在接口上激活LDP

R2的配置增加如下：

[R2] mpls lsr-id 2.2.2.2
[R2] mpls
[R2-mpls] quit
[R2] mpls ldp
[R2-mpls-ldp] quit
[R2] Interface GigabitEthernet 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0] mpls
[R2-GigabitEthernet0/0/0] mpls ldp
[R2] Interface GigabitEthernet 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1] mpls
[R2-GigabitEthernet0/0/1] mpls ldp

R3的配置增加如下：

[R3] mpls lsr-id 3.3.3.3
[R3] mpls
[R3-mpls] quit
[R3] mpls ldp
[R3-mpls-ldp] quit
[R3] Interface GigabitEthernet 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0] mpls
[R3-GigabitEthernet0/0/0] mpls ldp
[R3] Interface GigabitEthernet 0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1] mpls
[R3-GigabitEthernet0/0/1] mpls ldp

R4的配置增加如下：

[R4] mpls lsr-id 4.4.4.4 
[R4] mpls 
[R4-mpls] quit
[R4] mpls ldp
[R4-mpls-ldp] quit
[R4] Interface GigabitEthernet 0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0] mpls
[R4-GigabitEthernet0/0/0] mpls ldp

现在，我们遇到的问题，是R2及R3由于没有运行BGP，因此他们无法学习到BGP路由192.168.1.0/24及192.168.2.0/24，因此在他们这出现了路由黑洞。此处通过利用标签栈，可以解决192.168.1.0/24及192.168.2.0/24网络通信的问题。当PC1访问PC2时，IP数据包先是送到R1，如果这个IP数据包被R1压入一层MPLS标签，而这个标签正好又是R2能理解、能处理的，不就能解决这个问题么？那么压入的标签值是多少？其实完全可以走4.4.4.4这条LSP，因此标签值就用4.4.4.4这条FEC的标签。

实际上，在R1上查看BGP路由 192.168.2.0/24能够发现该路由的下一跳就是4.4.4.4。而4.4.4.4此刻在LFIB表中已经有条目，因此去往192.168.2.0/24的IP数据包能够使用4.4.4.4这条LSP来走。

PC1去访问192.168.2.1这台主机，IP报文先是被送到R1，R1通过查看路由表发现下一跳是4.4.4.4，将数据包压入4.4.4.4对应的标签值1026，然后把数据包发给R2。R2将标签1026置换成1028然后将数据包送到R3，R3将标签弹出，将IP报文转发给R4。这里有个细节需要注意，那就是在华为的设备上，缺省情况下，R1在查去往192.168.2.0/24的路由时会发现下一跳是4.4.4.4，而4.4.4.4非直连，又会进一步将下一跳递归得到10.1.12.2，然后将IP数据包转发给R2，而不会压标签。为了让R1递归到LSP，要配置一条命令来打开这个开关：route recursive-lookup tunnel。

如此一来PC1就能够ping 通PC2了。

审核编辑：郭婷