Зменшення таблиці маршрутизації в Інтернеті
від Торе Андерсон
Коли провайдер або автономна система (AS), така як Redpill Linpro, отримує блок глобально унікальних IP-адрес (що називається префіксом), він повинен рекламувати його в глобальній таблиці маршрутизації в Інтернеті. Ця реклама призводить до того, що всі інші AS у світі дізнаються, що новий префікс уже діє, а також як і куди надсилати будь-які IP-пакети, призначені для нього. Зв’язок встановлено, і всі задоволені. Правильно?
Хіба що є проблема. Кількість префіксів у глобальній таблиці маршрутизації Інтернету зростає з тривожною швидкістю. На момент написання статті глобальна таблиця маршрутизації Інтернету складається з бл. 635 000 префіксів IPv4 та 33 000 префіксів IPv6. Вони рекламуються прибл. 55000 різних АС з усього світу.
Зростання, звичайно, можна пояснити тим, що Інтернет зростає, але це лише половина історії. Це також економічна проблема; для того, щоб рекламувати новий префікс (або меншу підмножину вже існуючого префікса), АС майже нічого не коштує. Натомість ці витрати несуть усі інші АС, які повинні мати цей префікс у таблицях маршрутизації на своїх маршрутизаторах. Простіше кажучи: в Інтернеті забруднювач робить ні платити.
Більшість організацій, включаючи Redpill Linpro, вирішували цю проблему, кидаючи на неї гроші. Вони звертаються до таких постачальників, як Cisco Systems або Juniper Networks, і купують їх маршрутизатори. Вони створені спеціально для того, щоб мати можливість виконувати високошвидкісну переадресацію маршрутизації мережевого трафіку, навіть якщо таблиця маршрутизації повинна зрости за мільйон маршрутів. Вони роблять справді приголомшливі коробки, але не помиляються, вони, звичайно, роблять ні коштують дешево. Тому ми хотіли б побачити, чи існував розумніший та економічніший спосіб вирішення цієї проблеми в майбутньому.
Використання комутатора як маршрутизатора
За роки, що минули з того часу, як ми придбали наші поточні Інтернет-маршрутизатори Juniper MX, можливості IP-маршрутизації комутаторів товарних центрів обробки даних значно покращились до того моменту, коли їх можна використовувати для серйозних завдань IP-маршрутизації. Більшість із них використовують вдосконалену мережеву операційну систему (NOS), яка підтримує всі необхідні протоколи, зокрема протокол Border Gateway Protocol (BGP), який використовується для обміну інформацією про маршрутизацію через Інтернет.
Як описано в попередньому дописі, ми тестуємо HPE Altoline 6920 у нашій лабораторії. Altoline 6920, як і інші комутатори, що базуються на наборі мікросхем Broadcom Trident II, здатний обробляти до 720 Гбіт/с пропускної здатності, зберігаючи порти 48x10GbE + 6x40GbE в компактному шасі 1RU. Його ціна, швидше за все, становить однозначний відсоток від ціни традиційного Інтернет-маршрутизатора зі схожим рейтингом пропускної здатності.
Щоб досягти цих вражаючих властивостей та щільності, зберігаючи привабливо низьку ціну, очевидно, слід піти на певні компроміси. Одним з них є масштабованість таблиці маршрутизації; чіпсет Trident II просто не можна запрограмувати з більш ніж 131 072 маршрутами. Цього недостатньо для обробки повної таблиці маршрутизації в Інтернеті сьогодні. Це справедливо і для більшості інших наборів мікросхем комутаторів ЦОД.
Отже, на цьому етапі ми могли зробити висновок, що обмеження таблиці маршрутизації унеможливлює використання недорогого комутатора в якості Інтернет-маршрутизатора. Але замість того, щоб здаватися так просто і продовжувати кидати гроші на проблему, ми вирішили витратити деякий час, роздумуючи трохи «нестандартно».
Чи справді нам потрібна повна таблиця маршрутизації в Інтернеті?
Перше, що ми зрозуміли, це те, що з нашої точки зору переважна більшість Інтернет-маршрутів є зайвими. Наприклад: навіть незважаючи на те, що маршрути, що рекламуються італійським провайдером, відрізняються від маршрутів, які рекламує іспанський провайдер, дуже ймовірно, що ми будемо маршрутизувати пакети, призначені для них обох, однаково. Шляхи до цих напрямків можуть не розходитися, поки добре після того, як пакети дістануться до континентальної Європи, ще довго після того, як вони покинуть нашу мережу.
Друге розуміння полягає в тому, що навіть якщо розглянуті маршрути не були надлишковими, тобто, що ми зазвичай використовували б різних постачальників IP-транзиту, щоб дістатися до них, різниця між ними насправді не приносить реальної вигоди. Redpill Linpro має двох основних постачальників IP-транзиту. У більшості випадків насправді не помітно різниці, який із них використовується для доставки трафіку, призначеного для мереж за межами Скандинавії.
Третє усвідомлення полягає в тому, що більшість маршрутів у глобальній таблиці маршрутизації Інтернету залишаться повністю невикористаними. Переважна більшість нашого транспорту ніколи не залишає Скандинавію. Проте маршрут, рекламований, скажімо, північнокорейським провайдером, займе в наших маршрутизаторах стільки ж місця, скільки маршрут, який рекламує один з найбільших провайдерів у Скандинавії. Це так, якщо ми навіть ніколи не відправляли жодного пакета цьому північнокорейському провайдеру.