企業網D1net 10月8日 當前對于一個數據中心網絡好壞的評價主要有兩類參數：網絡故障恢復時間和網絡平均故障時間。一個龐大的數據中心網絡不可避免會出現這樣或那樣的故障，那么一旦出了故障，故障恢復時間的長短尤為重要，這將在一定程度上決定了故障帶來損失的大小。當然數據中心承載著很多重要業務，也不能頻繁地發生故障，因此就有了網絡平均故障時間，即在運行一年的時間當中，網絡中斷的時長和頻率。目前的數據中心普遍采用的是二三層混合的網絡架構，雖然現在很多人提出建設大二層的數據中心，但實際上依然是在二三層的物理網絡上再虛擬出一個二層網絡來，實質上還是沒有改變當前的二三層組網結構。這種組網要求網絡接入層和匯聚層采用二層轉發，核心層采用三層路由轉發。二層的網絡通過STP、RRPP、TRILL等協議保證網絡故障時業務的及時切換，三層的網絡則是通過VRRP、OSPF、BGP、ISIS等路由的切換來保證業務的連續性。然而由于路由是軟件學習，當在一個網絡規模比較大的數據中心里，路由切換和學習的效率都是比較低的，所以很多專家與學者提出了不少提高路由切換性能的技術，而這些技術就是路由容錯技術。路由容錯是指數據中心網絡在一個網絡設備發生故障不能工作時，另一個網絡設備自動接管失效的網絡設備，從而保證網絡正常進行。

一個數據中心網絡在發生故障時，路由恢復的快慢和服務器度、直徑、服務器數量、網線數量、交換機數量等都有一定關系，拓撲規模越大，三層網絡的路由規模相應就會大些，路由規模較小時，故障切換的速度就快，反之，故障切換的速度就慢。當然在一些拓撲規模不大的網絡中可能路由規模也會變得比較大，這時就要檢查網絡是否引入了很多無用的路由。有時網絡拓撲規模也不大，但是網絡節點的不相交路徑數，邊不相交路徑數和冗余層都比較多，也會造成路由數量的劇增，因此要盡可能簡化網絡。網絡拓撲結構越清晰，產生的無用路由就越少，適當地采用路由策略、路由過濾等機制來精簡路由。減少路由的確可以提升容錯能力，不過有些數據中心網絡規模就是比較大，數據中心需要處理的業務越來越多，未來的數據中心網絡規模也必然越來越大。在百度內蒙古數據中心里，要建2000多的OSPF鄰居，互相引入路由都達到100K級別以上，這樣規模的網絡，任何地方動一動都可能會引起連鎖反應，再強網絡設備的CPU也要一條一條地計算路由，在震蕩過程中可能路由長時間無法收斂，給業務帶來的影響可想而知，所以在高可靠性的數據中心網絡里，路由容錯技術必不可少，下面就介紹幾種為數據中心網絡保駕護航的路由容錯新技術。

快速重新路由容錯技術

快速重新路由容錯技術(Fast Rerouting)解決的基本問題是在網絡設備或設備鏈路失效下如何建立一個新的路徑替換被破壞的路徑，簡稱FRR。這種技術的基本思想是讓每個網絡設備都擁有兩個端口：基本端口和備份端口，當發生節點或鏈路失效時，基本端口無法使用時，采用備份端口來路由轉發報文。FRR要求每個節點設備都能感知到整個網絡拓撲的狀態，以便每個節點都可以實時獲取到整個網絡的路由信息。網絡設備的兩個端口各學習一份整網路由，當基本端口故障時，備份端口不需要重新學習路由，設備自動保存的備份路由直接可以轉發報文。FRR技術被廣泛應用于OSPF、BGP、MPLS、ISIS等路由協議中，可以有效減少網絡故障時故障恢復的時間。當然FRR也有缺點，就是要增加備用的物理鏈路，并且備用鏈路路由要可達，在網絡正常情況下，備用鏈路帶寬是空閑的，造成了網絡資源的極大浪費。還有在規模比較大的數據中心部署FRR將變得幾乎無法完成，因為FFR需要任何鏈路和端口都要有備份，這樣才能保證有備份路由，原本就很復雜的網絡將因為部署FRR技術而變得更加復雜，非常不利于后期的維護。

基于失效非敏感路由容錯技術

基于失效非敏感路由容錯技術(Failure Insensitive Routing)，簡稱FIR，相比FRR，FIR不需要感知整個網絡拓撲的狀態信息和具體的設備、鏈路，而是通過報文的入口接口來推測潛在的失效設備和鏈路，通過一個預計算的特殊接口轉發表繞過失效組件。FIR和FRR一樣，在設備上也要同時維護兩張轉發路由表：一張轉發表，一張備用轉發表。

基于Not-Via路由容錯技術

Not-Via通過對報文封裝一個Not-Via地址，并配合最短路徑算法繞過失效設備或鏈路，對單節點和單鏈路的失效可以達到100%的路由恢復。這種技術是對原始報文進行了重新封裝，封裝后的報文包含了Not-Via地址，增加了報文的載荷，還要維護一個特殊的Not-Via地址，下游設備還要對原有報文進行封包和拆包，計算和管理的代價都比較高，不過Not-Via路由容錯技術的好處是不需要設備提前備份路由。

基于隧道的路由容錯技術

基于隧道的路由容錯技術(Fast Reroute Using Tunnels)，簡稱FRUT，其通過一個預配置的隧道端點繞過被保護的鏈路，而達到最終的目標設備，這樣整個路由轉發路徑被分為兩個部分：一個是從上一跳設備到隧道終端端點的最短路徑，另一個是從隧道端點到最終的目標設備。既然是隧道就涉及進出隧道的處理，不過相比Not-Via，計算和管理的代價都要小得多，是目前比較主流的路由容錯技術。

在如今對數據中心網絡可靠性要求非常的環境背景下，路由容錯技術是一種必不可少的冗余技術，對數據中心網絡的穩定運行提供保障。無論是FRR、FIR還是FRUT等都是希望讓設備付出最小的代價，完成網絡路由的重計算，雖然這些技術都各有優缺點，但是卻可以為數據中心提供多種選擇，數據中心可以根據自己網絡的實際情況來部署路由容錯技術，從而大幅縮短數據中心網絡的故障恢復時間。