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OSPF IP FRR

OSPF IP FRR(Fast Reroute)动态IP快速重新路由,由OSPF利用全网链路状态数据库,预先计算出备份路径,保存在转发表中,以备在故障时提供流量保护,可将故障恢复时间降低到50ms以内;
OSPF IP FRR当前是遵循RFC 5286协议,可为流量提供链路和节点的保护;

1、特性背景
随着网络的不断发展,VoIP和在线视频等业务对高质量的实时性的要求越来越高,而OSPF故障恢复需要经历 故障感知、LSP更新、LSP洪泛、路由计算和下发FIB 这几个过程才能让流量切换到新的链路上,因此故障恢复时间的远远超过了50ms(用户感知流量中断的时间),不能满足此类网络业务的实时性要求;

2、实现原理
OSPF IP FRR利用LFA(Loop-Free Altemates)算法预先计算好备份链路,并与主链路一起加入转发表中,当网络出现故障后,OSPF IP FRR可以在控制平面路由收敛前将流量快速切换到备份链路上,保证流量不中断,从而达到保护流量的目的,因此极大的提高了OSPF网络的可靠性;
LFA计算备份链路的基本思路: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RFC 5286规定的不等式计算出开销最小且无环的备份链路;
OSPF IP FRR支持对需要加入IP路由表的备份路由进行过滤,通过过滤策略的备份路由才会加入到IP路由表,因此,用户可以更灵活的控制加入IP路由表的OSPF备份路由;
将BFD会话与OSPF IP FRR进行绑定,当BFD检测到接口链路故障后,BFD会话状态变为Down并触发接口进行快速重路由,将流量从故障链路切换到备份链路上,从而达到流量保护的目的;

3、组网应用
OSPF IP FRR流量保护分为链路保护和节点链路双保护;其中,Distance_opt(X,Y)是指节点X到Y之间的最短路径;
链路保护:当需要保护的对象是经过特定链路的流量时,流量保护类型为链路保护,链路开销必须满足不等式Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,S)+Distance_opt(S,D);其中,S是转发流量的源节点,N是备份链路的节点,D是流量转发的目的节点;
如下图所示,流量从RS到RD进行转发,网络开销值满足链路的保护公式,可以保证当主链路故障后,RS将流量切换到备份链路RS到RN后继续向下游转发,确保流量中断时间小于50ms;
在这里插入图片描述

节点链路双保护:如下图所示为节点链路双保护,节点保护优先级高于链路保护;
在这里插入图片描述

节点链路双保护需要同时满足如下两个条件:
(1)链路开销必须满足Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,S)+Distance_opt(S,D);
(2)设备的开销必须满足Distance_opt(N,D)<Distance_opt(N,E)+Distance_opt(E,D)
其中,S是转发流量的源节点,E是发生故障的节点,N是备份链路的节点,D是转发流量的节点;

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