mmmex / ospf Goto Github PK

Задачи:

• Поднять три виртуалки
• Объединить их разными vlan
• поднять OSPF между машинами на базе Quagga или FRR или BIRD;
• изобразить ассиметричный роутинг
• сделать один из линков "дорогим", но что бы при этом роутинг был симметричным.
• Формат сдачи: Vagrantfile + ansible

Решение задачи с объединением узлов разными vlan находится в ветке vlan данного репозитория

1. Клонируем репозиторий: git clone https://github.com/mmmex/ospf.git
2. Переходим в каталог: cd ospf
3. Запускаем проект: vagrant up

Будут подняты 3 ВМ: router1, router2 и router3 с установленным FRR версии 8.4.2

Топология сети:

Таблицы хостов:

Router1:

Router2:

Router3:

При данной конфигурации маршрутизация осуществляется симметрично.

Что такое асимметричная маршрутизация? При асимметричной маршрутизации пакет проходит от источника к получателю по одному пути и выбирает другой путь, когда возвращается к источнику.

В основе такой маршрутизации лежит разделение маршрутов исходящего и входящего трафика. Например, входящий трафик может приниматься от одного провайдера, а исходящий будет отправляться через другого. Разделение среды передачи данных приведено для примера и чаще используется единая среда. Использование асимметричной маршрутизации может негативно сказаться на передаче данных в сетях с VPN на пути следования данных. Использование такого типа маршрутизации целесообразно только в больших сетях, в которых больше одного шлюза. В ряде случаев асимметричную маршрутизацию используют с целью снижения нагрузки на канал передачи данных, путем перенаправления части трафика через другие каналы. Такой способ снижения нагрузки применим только в случае, если имеется два и более каналов передачи данных. Также, среди причин использования асимметричной маршрутизации можно рассмотреть коммерческую выгоду при использовании burstable-биллинга, когда организации выгодно платить только за часть трафика. источник

Для выполнения данного вида маршрутизации нужно определенным образом настроить ядро ОС, а также интерфейсы для протокола OSPF. В данной инструкции будет выполнена настройка ВМ router1 и router2.

• В целях экономии времени подготовлен playbook ansible, который выполнит необходимые действия автоматически.

Можно пропустить этот блок инструкции и приступить к выполнению следующего.

Для конфигурации вручную необходимо выполнить следующие шаги:

1. Отключить в ядре ОС проверку адреса источника глобально и на интерфейсе eth1 ВМ router1 (параметр net.ipv4.conf.all.rp_filter и net.ipv4.conf.eth1.rp_filter):
   • vagrant ssh router1 выполняем вход на router1;
   • sudo -i повышаем привелегию пользователя;
   • sysctl -w net.ipv4.conf.all.rp_filter=0 отключаем глобально проверку;
   • sysctl -w net.ipv4.conf.eth1.rp_filter=0 отключаем проверку на конкретном интерфейсе;
   • если потребуется запомнить состояние конфигурации, то необходимо записать данные значения в файл /etc/sysctl.conf.
2. Увеличить стоимость (cost) соединения на интерфейсе eth1 маршрутизатора router1, к примеру до 1000:
   • vagrant ssh router1 выполняем вход на router1;
   • sudo -i повышаем привелегию пользователя;
   • vtysh входим в консоль управления FRR;
   • conf t входим в режим конфигурирования;
   • int eth1 переходим в раздел конфигурации интерфейса eth1;
   • ip ospf cost 1000 устанавливаем новое значение cost в 1000;
   • exit выход из терминала режима конфигурирования.

test@test-virtual-machine:~/Otus/ospf$ vagrant ssh router1
Last login: Mon Jan 23 11:54:15 2023 from 10.0.2.2
[vagrant@router1 ~]$ sudo -i
[root@router1 ~]# sysctl -w net.ipv4.conf.all.rp_filter=0
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 0
[root@router1 ~]# sysctl -w net.ipv4.conf.eth1.rp_filter=0
net.ipv4.conf.eth1.rp_filter = 0
[root@router1 ~]# vtysh 

Hello, this is FRRouting (version 8.4.2).
Copyright 1996-2005 Kunihiro Ishiguro, et al.

router1# conf t
router1(config)# int eth1
router1(config-if)# ip ospf cost 1000
router1(config-if)# exit
router1(config)# exit

3. Отключить в ядре ОС проверку адреса источника глобально и на интерфейсе eth2 ВМ router2:
   • vagrant ssh router2 выполняем вход на router2;
   • sudo -i повышаем привелегию пользователя;
   • sysctl -w net.ipv4.conf.all.rp_filter=0 отключаем глобально проверку;
   • sysctl -w net.ipv4.conf.eth2.rp_filter=0 отключаем проверку на конкретном интерфейсе.

test@test-virtual-machine:~/Otus/ospf$ vagrant ssh router2
Last login: Mon Jan 23 11:54:21 2023 from 10.0.2.2
[vagrant@router2 ~]$ sudo -i
[root@router2 ~]# sysctl -w net.ipv4.conf.all.rp_filter=0
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 0
[root@router2 ~]# sysctl -w net.ipv4.conf.eth2.rp_filter=0
net.ipv4.conf.eth2.rp_filter = 0

На этом настройка асимметричной маршрутизации закончена.

Чтобы выполнить действия автоматически из ansible-playbook выполним команду: cd ansible; ansible-playbook asymmetric-routing.yml

1. Выполним вход на router1: vagrant ssh router1
2. Запускаем команду ping с интерфейса (ключ -I) 192.168.10.1 на узел 192.168.20.1: ping -I 192.168.10.1 192.168.20.1
   • если настройка выполнена корректно, то должны получить ответы ICMP.
3. В новом терминале выполняем вход в папку с репозиторием: cd ospf
4. Выполняем вход на router2: vagrant ssh router2
5. Повышаем привелегии пользователя: sudo -i
6. Утилитой tcpdump захватываем трафик ICMP на интерфейсе eth2: tcpdump -nvvv -i eth2 icmp (чтобы прервать вывод команды нажимаем комбинацию Ctrl-C)

[root@router2 ~]# tcpdump -nvvv -i eth2 icmp
tcpdump: listening on eth2, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
16:22:24.795120 IP (tos 0x0, ttl 63, id 31057, offset 0, flags [DF], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.10.1 > 192.168.20.1: ICMP echo request, id 25615, seq 21, length 64
16:22:25.796533 IP (tos 0x0, ttl 63, id 31090, offset 0, flags [DF], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.10.1 > 192.168.20.1: ICMP echo request, id 25615, seq 22, length 64
^C
2 packets captured
2 packets received by filter
0 packets dropped by kernel

Вывод: как показано на диаграмме ниже, запросы ICMP echo request приходят от источника 192.168.10.1 (router1 - eth3) для 192.168.20.1 (router2 - eth3), но ответа нет, потому-что ICMP echo reply уходят с другого интерфейса eth1.

7. Прерываем работу утилиты tcpdump комбинацией Ctrl-C
8. Выполняем захват трафика ICMP с интерфейса eth1: tcpdump -nvvv -i eth1 icmp

[root@router2 ~]# tcpdump -nvvv -i eth1 icmp
tcpdump: listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
17:06:37.010066 IP (tos 0x0, ttl 64, id 1420, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.20.1 > 192.168.10.1: ICMP echo reply, id 25615, seq 2668, length 64
17:06:38.011599 IP (tos 0x0, ttl 64, id 1991, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.20.1 > 192.168.10.1: ICMP echo reply, id 25615, seq 2669, length 64
^C
2 packets captured
2 packets received by filter
0 packets dropped by kernel

Видим что ответы ICMP echo reply действительно уходят с интерфейса eth1 router2.

Можем посмотреть таблицу маршрутизации на router1: vtysh -c 'sh ip route'

Codes: K - kernel route, C - connected, S - static, R - RIP,
       O - OSPF, I - IS-IS, B - BGP, E - EIGRP, N - NHRP,
       T - Table, A - Babel, F - PBR, f - OpenFabric,
       > - selected route, * - FIB route, q - queued, r - rejected, b - backup
       t - trapped, o - offload failure

K>* 0.0.0.0/0 [0/100] via 10.0.2.2, eth0, 16:50:50
C>* 10.0.2.0/24 is directly connected, eth0, 16:50:50
O   10.0.10.0/30 [110/135] via 10.0.12.2, eth2, weight 1, 03:16:57
C>* 10.0.10.0/30 is directly connected, eth1, 16:50:50
O>* 10.0.11.0/30 [110/90] via 10.0.12.2, eth2, weight 1, 07:29:08
O   10.0.12.0/30 [110/45] is directly connected, eth2, weight 1, 16:50:50
C>* 10.0.12.0/30 is directly connected, eth2, 16:50:50
O   192.168.10.0/24 [110/45] is directly connected, eth3, weight 1, 16:50:50
C>* 192.168.10.0/24 is directly connected, eth3, 16:50:50
O>* 192.168.20.0/24 [110/135] via 10.0.12.2, eth2, weight 1, 07:29:08
O>* 192.168.30.0/24 [110/90] via 10.0.12.2, eth2, weight 1, 16:42:21

Здесь мы видим что router1 может добраться до 192.168.20.1 через своего соседа router3 (10.0.12.2). Если-бы стоимость на интерфейсе eth1 была равной 45, то в таблицу маршрутизации попал маршрут до узла который ближе (router2).

Таблица маршрутизации на router1 до изменения стоимости маршрута:

Codes: K - kernel route, C - connected, S - static, R - RIP,
       O - OSPF, I - IS-IS, B - BGP, E - EIGRP, N - NHRP,
       T - Table, A - Babel, F - PBR, f - OpenFabric,
       > - selected route, * - FIB route, q - queued, r - rejected, b - backup
       t - trapped, o - offload failure

K>* 0.0.0.0/0 [0/100] via 10.0.2.2, eth0, 17:50:12
C>* 10.0.2.0/24 is directly connected, eth0, 17:50:12
O   10.0.10.0/30 [110/45] is directly connected, eth1, weight 1, 00:00:08
C>* 10.0.10.0/30 is directly connected, eth1, 17:50:12
O>* 10.0.11.0/30 [110/90] via 10.0.10.2, eth1, weight 1, 00:00:08
  *                       via 10.0.12.2, eth2, weight 1, 00:00:08
O   10.0.12.0/30 [110/45] is directly connected, eth2, weight 1, 17:50:12
C>* 10.0.12.0/30 is directly connected, eth2, 17:50:12
O   192.168.10.0/24 [110/45] is directly connected, eth3, weight 1, 17:50:12
C>* 192.168.10.0/24 is directly connected, eth3, 17:50:12
O>* 192.168.20.0/24 [110/90] via 10.0.10.2, eth1, weight 1, 00:00:08
O>* 192.168.30.0/24 [110/90] via 10.0.12.2, eth2, weight 1, 17:41:43

И посмотреть таблицу маршрутизации на router2: vtysh -c 'sh ip route'

Codes: K - kernel route, C - connected, S - static, R - RIP,
       O - OSPF, I - IS-IS, B - BGP, E - EIGRP, N - NHRP,
       T - Table, A - Babel, F - PBR, f - OpenFabric,
       > - selected route, * - FIB route, q - queued, r - rejected, b - backup
       t - trapped, o - offload failure

K>* 0.0.0.0/0 [0/100] via 10.0.2.2, eth0, 17:29:46
C>* 10.0.2.0/24 is directly connected, eth0, 17:29:46
O   10.0.10.0/30 [110/45] is directly connected, eth1, weight 1, 04:00:12
C>* 10.0.10.0/30 is directly connected, eth1, 17:29:46
O   10.0.11.0/30 [110/45] is directly connected, eth2, weight 1, 17:29:45
C>* 10.0.11.0/30 is directly connected, eth2, 17:29:46
O>* 10.0.12.0/30 [110/90] via 10.0.10.1, eth1, weight 1, 04:00:12
  *                       via 10.0.11.1, eth2, weight 1, 04:00:12
O>* 192.168.10.0/24 [110/90] via 10.0.10.1, eth1, weight 1, 04:00:12
O   192.168.20.0/24 [110/45] is directly connected, eth3, weight 1, 17:29:45
C>* 192.168.20.0/24 is directly connected, eth3, 17:29:46
O>* 192.168.30.0/24 [110/90] via 10.0.11.1, eth2, weight 1, 17:25:44

Симметричная сеть имеет один маршрут для входящего и исходящего сетевого трафика. Нам достаточно изменить стоимость на интерфейсе eth1 ВМ router2 чтобы маршрутизация была симметричной:

1. Выполним вход на router2: vagrant ssh router2
2. Повышаем привелегии: sudo -i
3. Заходим в консоль управления FRR: vtysh
   • conf t входим в режим конфигурирования;
   • int eth1 переходим в раздел конфигурации интерфейса eth1;
   • ip ospf cost 1000 устанавливаем новое значение cost в 1000;
   • exit выход из режима конфигурирования интерфейса eth1;
   • exit выход из режима конфигурирования frr;
   • exit выход из vtysh

test@test-virtual-machine:~/Otus/ospf$ vagrant ssh router2
Last login: Mon Jan 23 16:56:40 2023 from 10.0.2.2
[vagrant@router2 ~]$ sudo -i
[root@router2 ~]# vtysh 

Hello, this is FRRouting (version 8.4.2).
Copyright 1996-2005 Kunihiro Ishiguro, et al.

router2# conf t
router2(config)# int eth1
router2(config-if)# ip ospf cost 1000
router2(config-if)# exit
router2(config)# exit
router2# exit

1. Выполним вход на router1: vagrant ssh router1
2. Запускаем команду ping с интерфейса (ключ -I) 192.168.10.1 на узел 192.168.20.1: ping -I 192.168.10.1 192.168.20.1
   • если настройка выполнена корректно, то должны получить ответы ICMP.
3. В новом терминале выполняем вход в папку с репозиторием: cd ospf
4. Выполняем вход на router2: vagrant ssh router2
5. Повышаем привелегии пользователя: sudo -i
6. Утилитой tcpdump захватываем трафик ICMP на интерфейсе eth2: tcpdump -nvvv -i eth2 icmp (чтобы прервать вывод команды нажимаем комбинацию Ctrl-C)

[root@router2 ~]# tcpdump -nvvv -i eth2 icmp
tcpdump: listening on eth2, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
21:11:13.537981 IP (tos 0x0, ttl 63, id 1914, offset 0, flags [DF], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.10.1 > 192.168.20.1: ICMP echo request, id 25615, seq 17316, length 64
21:11:13.538009 IP (tos 0x0, ttl 64, id 892, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.20.1 > 192.168.10.1: ICMP echo reply, id 25615, seq 17316, length 64
21:11:14.540087 IP (tos 0x0, ttl 63, id 2643, offset 0, flags [DF], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.10.1 > 192.168.20.1: ICMP echo request, id 25615, seq 17317, length 64
21:11:14.540119 IP (tos 0x0, ttl 64, id 1133, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.20.1 > 192.168.10.1: ICMP echo reply, id 25615, seq 17317, length 64
^C
4 packets captured
4 packets received by filter
0 packets dropped by kernel

Вывод: как показано на диаграмме ниже, запросы ICMP echo request приходят от источника 192.168.10.1 (router1 - eth3) для 192.168.20.1 (router2 - eth3) и ICMP echo reply теперь уходят с этого-же интерфейса.

7. Прерываем работу утилиты tcpdump комбинацией Ctrl-C

• Vagrant при создании ВМ использует на гостевой ОС свой интерфейс 10.0.2.15/24 и прокидывает для подключения по SSH на адрес хоста 127.0.0.1 порт TCP 2222 для первой ВМ, TCP 2200 для второй и т.д.

• Командой vagrant ssh-config можем посмотреть настройки интерфейсов. Можно просто сопоставить вывод команды vagrant ssh-config с файлом инвентаризации ansible.

• Прописывать соседей OSPF необязательно, если они подключены непосредственно (direct connect).

Статья на хабре