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精简路由设置的VRF通信办法

IT知识配置

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术，它把互联网上分散的资源融为有机整体，实现资源的全面共享和有机协作，使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息 。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等 。当前的互联网只限于信息共享，网络则被认为是互联网发展的第三阶段 。随着网络基础设施建设的快速增长，各个行业广域专网的链路技术也相应发生了较大的变化 。传统的广域专网一般租用点到点的长途DDN专线来实现，存在建设周期长，维护困难等问题 。随着MPLS技术的推广，业界开始流行采用BGP MPLS VPN技术解决方案来解决上述难题，成为了当前流行的VPN解决方案之一 。【精简路由设置的VRF通信办法】一般情况下，在PE（Provider Edge）设备上配置OSPF或者RIP多实例来实现PE和CE（Customer Edge）间的路由学习和分发，通过配置路由目标（route－target）配合route－map可以实现VRF之间路由的引入和引出，但采用这种方法缺点是占用内存多，协议配置复杂 。
另外，虽然在某些情况下可以直接采用在VRF下配置静态路由的方法实现PE与CE的路由和VRF之间的互访，但是在实现配置VRF静态路由的时候，特别是非点到点链路的时候，必须指定路由的具体下一跳，即主机静态路由 。这就需要为不同的主机静态路由配置不同的下一跳地址，从而需要大量的重复性的操作，大大占用了PE的内存，影响了处理能力，消耗了带宽 。
针对以上两种VRF之间通信方法所存在的问题和不足，本文着重描述在路由器中提供一种可大大减少PE设备中路由配置的VRF通信方法 。
这种方法通过在现有VRF静态路由的基础上加以扩展，通过配置到其他VRF的下一跳为出接口名的子网静态路由，即在PE的各个VRF中配置到其他VRF的子网路由前缀和出接口名称的静态路由，也就是配置的时候可以不指定具体的下一跳，在转发报文前使用ARP获得二层头中的目的MAC地址，这样就可以在PE上通过有限的几条扩展静态路由代替大量的主机静态路由，减少了资源的占用 。同时，简洁的静态路由更利于维护，即使在同一子网中增加新的PC，也无需另行增加转发静态路由，大大简化了配置 。结合左图说明具体实施方式 。
本方法通过在PE的不同VRF转发表中保存到其他VRF的下一跳为出接口名的子网静态路由，并在与VRF连接的各设备中设置指向PE的路由，即在这些设备中启动OSPF、RIP或者配置静态路由 。若PE中报文目的地址不是直接相连的子网，在与PE相连二级路由器（CE）上启动代理ARP 。
如图所示，以PE内的两个VRF：VRFa、VRFb为例对本方法的具体实现步骤进行说明 。各设备的地址及PE接口分别如图所示，若采用原来的静态路由配置，要在PE设备上进行如下配置，即要为PE配置不同的下一跳地址（见下表） 。
上述配置虽然实现了VRFa和VRFb的互访，但如果需要对其扩展，如在VRFb的site中增加20台PC，并分配IP地址为10.1.2.x等，就导致必须再在PE中配置20条诸如ip route vrf VRFa 10.1.2.x 255.255.255.255 eth 0/1 10.1.2.x的静态路由，这就大大增加了配置的重复性 。
采用静态路由的简化配置即可实现不同VRF之间的通信 。首先，在CE上和PC上要分别配置默认路由指向PE，这里，CE和PE间及PC和PE间的路由分发可以采用静态路由外的其他方式，如OSPF或者RIP等，目的是生成CE到PE的路由 。然后在PE上进行如下配置：
ip route vrf VRFa 10.1.2.0 255.255.255.0 eth 0/1
上述命令指明了从VRFa中来的报文，如果要发送到prefix（前缀） 10.1.2.0/24，就必须从eth 0/1出去 。
ip route vrf VRFb 10.1.1.0 255.255.255.0 eth 0/0
上述命令指明了从VRFb中来的报文，如果要发送到prefix 10.1.1.0/24，就必须从eth 0/0出去 。
这样，由于路由所在的VRF和出接口的VRF不同，于是就实现了VRF的互访，两个不同的VRFa和VRFb就可以通信了，配置的到子网静态路由没有指定具体的下一跳，大大简化了配置 。
最后我们简述一下从VRFa的CE设备ping VRFb的PC 10.1.2.2的流程：
CE发送报文的时，在本地转发表中查到了指向PE设备的默认路由，报文被发到PE设备的eth 0/0接口；当PE设备收到了CE发来的报文，IP的目的地址是10.1.2.2，IP就会在VRFa的转发表中查找该路由，静态路由10.1.2.0/24作为匹配到的最佳路由被选中；按照该路由转发到下一跳，即报文发送到二层设备，但由于该路由只有接口名而没有具体的下一跳地址，故将报文的目的IP地址10.1.2.2作为ARP request的目标，发送ARP广播；经过二层设备广播该请求，当PC 10.1.1.2收到该ARP请求以后，以自己接口MAC应答，回送给PE；PE设备收到该应答后，二层报文的目的MAC就填写为ARP应答的MAC；报文被转交给驱动从接口eth 0/1发送出去,报文的下一跳地址就是10.1.2.2的MAC地址，PC 10.1.2.2收到报文以后，发现报文的目的IP地址是自己，交上层进行处理 。

精简路由设置的VRF通信办法

文章插图
配置示意图
ip route vrf VRFa 10.1.2.2 255.255.255.255 eth 0/1 10.1.2.2
ip route vrf VRFa 10.1.2.3 255.255.255.255 eth 0/1 10.1.2.3
ip route vrf VRFa 10.1.2.4 255.255.255.255 eth 0/1 10.1.2.4
ip route vrf VRFb 10.1.1.2 255.255.255.255 eth 0/0 10.1.1.2

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