OSPF IP FRR 理论和实验

OSPF IP FRR（Fast ReRoute，快速重路由）

OSPF IP FRR是动态IP FRR，利用LFA（Loop-Free Alternates）算法预先计算出备份路径，保存在转发表中，以备在故障时将流量快速切换到备份链路上，保证流量不中断，从而达到流量保护的目的，该功能可将故障恢复时间降低到50 ms以内。

LFA计算备份链路的基本思路是：以可提供备份链路的邻居为根节点，利用SPF算法计算出到目的节点的最短距离。然后，按照不等式计算出开销最小且无环的备份链路。

链路保护

如图1-1所示，流量从设备S到D进行转发，网络开销值满足链路保护公式，可保证当主链路故障后，设备S将流量切换到备份链路S到N后可以继续向下游转发，确保流量中断小于50 ms。

链路保护公式：Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,S)+Distance_opt(S,D)

保证从节点N->D的流量不会再经过节点S，即保证没有环路。

图1-1 链路保护

节点链路双保护

如图1-2所示，流量从设备S到D进行转发，网络开销值满足链路保护公式和节点保护公式，当节点E出现故障后，可以切换到节点N。

链路保护公式： Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,S)+Distance_opt(S,D)

节点保护公式： Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,E)+Distance_opt(E,D)

保证从节点N->D的流量不会经过节点S和E，即保证没有环路。

图1-2 节点链路双保护

1.5.1实验1：OSPF IP FRR

实验目的

如图1-11所示，全网运行ospf协议，并且在AR1上开启OSPF IP FRR，当AR1-AR3-AR4的路径出现故障时，能实现备份路径的快速切换。

实验拓扑

图1-11 ospf IP FRR实验拓扑

实验步骤

步骤1：配置IP地址

AR1的配置
<Huawei>system-view

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$Huawei$ undo info-center enable

$Huawei$ sysname AR1

$AR1$ interface g0/0/0

$AR1-GigabitEthernet0/0/0$ ip address 10.0.12.1 24

$AR1-GigabitEthernet0/0/0$ quit

$AR1$ interface g0/0/1

$AR1-GigabitEthernet0/0/1$ ip address 10.0.13.1 24

$AR1-GigabitEthernet0/0/1$ quit

$AR1$ interface LoopBack 0

$AR1-LoopBack0$ ip address 1.1.1.1 32

$AR1-LoopBack0$ quit

AR2的配置
<Huawei>system-view

Enter system view, return user view with Ctrl+Z.

$Huawei$ undo info-center enable

Info: Information center is disabled.

$Huawei$ sysname AR2

$AR2$ interface g0/0/0

$AR2-GigabitEthernet0/0/0$ ip address 10.0.23.2 24

$AR2-GigabitEthernet0/0/0$ quit

$AR2$ interface g0/0/1

$AR2-GigabitEthernet0/0/1$ ip address 10.0.12.2 24

$AR2-GigabitEthernet0/0/1$ quit

$AR2$ interface LoopBack 0

$AR2-LoopBack0$ ip address 2.2.2.2 32

$AR2-LoopBack0$ quit

AR3的配置
<Huawei>system-view

Enter system view, return user view with Ctrl+Z.

$Huawei$ undo info-center enable

Info: Information center is disabled.

$Huawei$ sysname AR3

$AR3$ interface g0/0/0

$AR3-GigabitEthernet0/0/0$ ip address 10.0.34.3 24

$AR3-GigabitEthernet0/0/0$ quit

$AR3$ interface g0/0/1

$AR3-GigabitEthernet0/0/1$ ip address 10.0.23.3 24

$AR3-GigabitEthernet0/0/1$ quit

$AR3$ interface g0/0/2

$AR3-GigabitEthernet0/0/2$ ip address 10.0.13.3 24

$AR3-GigabitEthernet0/0/2$ quit

AR4的配置
<Huawei>system-view

Enter system view, return user view with Ctrl+Z.

$Huawei$ undo info-center enable

Info: Information center is disabled.

$Huawei$ sysname AR4

$AR4$ interface g0/0/1

$AR4-GigabitEthernet0/0/1$ ip address 10.0.34.4 24

$AR4-GigabitEthernet0/0/1$ quit

$AR4$ interface LoopBack 0

$AR4-LoopBack0$ ip address 4.4.4.4 32

$AR4-LoopBack0$ quit

步骤2：运行OSPF路由协议

AR1的配置
$AR1$ ospf router-id 1.1.1.1

$AR1-ospf-1$ area 0

$AR1-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.12.0 0.0.0.255

$AR1-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.13.0 0.0.0.255

$AR1-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 1.1.1.1 0.0.0.0

$AR1-ospf-1-area-0.0.0.0$ quit

AR2的配置
$AR2$ ospf router-id 2.2.2.2

$AR2-ospf-1$ area 0

$AR2-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.12.0 0.0.0.255

$AR2-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.23.0 0.0.0.255

$AR2-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 2.2.2.2 0.0.0.0

$AR2-ospf-1-area-0.0.0.0$ quit

AR3的配置
$AR3$ ospf router-id 3.3.3.3

$AR3-ospf-1$ area 0

$AR3-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.13.0 0.0.0.255

$AR3-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.23.0 0.0.0.255

$AR3-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.34.0 0.0.0.255

$AR3-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 3.3.3.3 0.0.0.0

$AR3-ospf-1-area-0.0.0.0$ quit

AR4的配置
$AR4$ ospf router-id 4.4.4.4

$AR4-ospf-1$ area 0

$AR4-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 10.0.34.0 0.0.0.255

$AR4-ospf-1-area-0.0.0.0$ network 4.4.4.4 0.0.0.0

$AR4-ospf-1-area-0.0.0.0$ quit

步骤3：实验调试

在R1上查看关于4.4.4.4的OSPF的路由
<AR1>display ospf routing 4.4.4.4

OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1

Destination : 4.4.4.4/32

AdverRouter : 4.4.4.4 Area : 0.0.0.0

Cost : 2 Type : Stub

NextHop : 10.0.13.3 Interface : GigabitEthernet0/0/1

Priority : Medium Age : 00h01m16s

通过以上输出，可以看到AR1访问AR4只有一条路径为AR1-AR3-AR4，当AR1与AR3之间的链路出现故障以后，OSPF会运行SPF算法，然后切换到AR1-AR2-AR3-AR4。这个故障的切换时间比较长。

在AR1配置FRR
$AR1-ospf-1$ frr //开启FRR功能

$AR1-ospf-1-frr$ loop-free-alternate //采用LFA算法

$AR1-ospf-1-frr$ quit

【技术说明】

链路保护公式：

Distance_opt(AR2,AR4)<Distance_opt(AR2,AR1)+Distance_opt(AR1,AR4)

在此图中2<1+2满足条件。

再次在R1上查看关于4.4.4.4的OSPF的路由
$AR1$ display ospf routing 4.4.4.4

OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1

Destination : 4.4.4.4/32

AdverRouter : 4.4.4.4 Area : 0.0.0.0

Cost : 2 Type : Stub

NextHop : 10.0.13.3 Interface : GigabitEthernet0/0/1

Priority : Medium Age : 00h00m09s

Backup Nexthop : 10.0.12.2 Backup Interface: GigabitEthernet0/0/0

Backup Type : LFA LINK

通过以上输出可以看到，OSPF生成了一条备份链路。当AR1与AR3之间的链路出现故障以后，马上切换到AR1-AR2-AR3-AR4。时间在50ms以内。

本文出自作者的书籍HCIE认证实验指导