Netzwerk-Königsdisziplin: Die korrekte Verteilung von OSPF-Routen auf das BGP-Protokoll

In der komplexen Welt der Computernetzwerke gleicht die Steuerung des Datenverkehrs einer Kunstform. Besonders anspruchsvoll wird es, wenn verschiedene Routing-Protokolle miteinander interagieren müssen. Die Überführung von Routen aus einem Interior Gateway Protocol (IGP) wie OSPF in ein Exterior Gateway Protocol (EGP) wie BGP ist eine solche Herausforderung – eine wahre Netzwerk-Königsdisziplin. Hier geht es nicht nur darum, Konnektivität zu schaffen, sondern diese auch stabil, effizient und vor allem sicher zu gestalten. Ein Fehler in dieser Konfiguration kann weitreichende Folgen haben, von sub-optimalem Routing bis hin zu schwerwiegenden Netzwerkausfällen. Dieser Artikel beleuchtet die Notwendigkeit, die Herausforderungen und die bewährten Methoden, um diese Aufgabe meisterhaft zu bewältigen.

Warum die korrekte Redistribution von OSPF nach BGP so entscheidend ist

Stellen Sie sich vor, Ihr internes Netzwerk, das über OSPF (Open Shortest Path First) organisiert ist, soll sich mit der großen weiten Welt des Internets oder mit anderen autonomen Systemen (AS) verbinden. Genau hier kommt BGP (Border Gateway Protocol) ins Spiel. OSPF ist für schnelle Konvergenz innerhalb eines AS optimiert, BGP hingegen ist das De-facto-Standardprotokoll für das Inter-AS-Routing und die Steuerung von Routen über organisationsübergreifende Grenzen hinweg. Die Route-Redistribution, also die Umverteilung von Routen von einem Protokoll ins andere, ist der Mechanismus, der diese Brücke schlägt.

Ohne eine saubere Integration würde Ihr internes Netzwerk isoliert bleiben oder das BGP-Netzwerk hätte keine Kenntnis von den internen Zielen. Ziel ist es, die in OSPF gelernten Präfixe (Ihre internen Netzwerke) dem BGP bekannt zu machen, damit andere autonome Systeme diese erreichen können. Dies ist unerlässlich für:

• Die Anbindung an das Internet (als Upstream-Provider).
• Die Vernetzung mit Partner-Netzwerken oder Peering-Punkten.
• Die Implementierung von Multi-Homing (mehrere Internet-Provider für Redundanz und Lastverteilung).
• Die Skalierung großer Unternehmensnetze mit unterschiedlichen Routing-Strategien.

Die Fallstricke der Redistribution: Mehr als nur ein Befehl

Auf den ersten Blick mag die Redistribution einfach erscheinen: Ein paar Befehle im Router reichen aus. Doch die Realität ist komplexer. Die größten Herausforderungen liegen in:

1. Schleifenvermeidung (Loop Prevention): Der Albtraum jedes Netzwerkadministrators. Eine falsch konfigurierte Redistribution kann zu Routing-Schleifen führen, bei denen Pakete endlos zwischen Routern hin- und hergeschickt werden, was zu Ausfällen und Überlastung führt.
2. Sub-optimales Routing: Ohne präzise Steuerung könnten Pakete unnötig lange oder ungeschickte Wege nehmen, was die Netzwerk-Performance drastisch mindert. Die OSPF-Metrik (Kosten) und die BGP-Attribute sind grundverschieden und müssen intelligent übersetzt werden.
3. Routenflapping: Instabile Routen im BGP-Netzwerk, die ständig erscheinen und verschwinden, belasten die Router-CPUs, verbrauchen Bandbreite für Updates und können zu weiteren Instabilitäten führen.
4. Übermäßige Routenlast: Eine unkontrollierte Redistribution kann zu einer Flut von internen OSPF-Routen im BGP führen, was die Speicherkapazität der BGP-Router überfordert und die Konvergenzzeiten verlängert.

Die Werkzeuge der Meister: Route-Maps und BGP-Attribute

Um diese Herausforderungen zu meistern, ist es unerlässlich, die Redistribution nicht nur zu aktivieren, sondern präzise zu steuern. Das Schlüsselwerkzeug hierfür sind Route-Maps in Kombination mit BGP-Attributen.

1. Route-Maps: Das Schweizer Taschenmesser der Routenkontrolle

Eine Route-Map ist eine leistungsstarke Richtlinie, die es ermöglicht, Routen basierend auf verschiedenen Kriterien zu filtern und deren Attribute zu modifizieren, bevor sie in ein anderes Protokoll umverteilt werden. Sie besteht aus einer Abfolge von match– und set-Befehlen:

• match-Befehle: Definieren, welche Routen von der Route-Map betroffen sein sollen. Dies kann über Präfixlisten (Prefix-Lists), Access-Listen, AS-Pfad-Listen oder sogar über OSPF-Tag-Werte erfolgen. Eine Präfixliste ist die bevorzugte Methode, um genau festzulegen, welche Netzwerke in BGP annonciert werden sollen, oft nur die aggregierten, zusammengefassten Routen.
• set-Befehle: Legen fest, welche Attribute der gematchten Routen geändert werden sollen. Hier kommen die BGP-Attribute ins Spiel.

Warum ist eine Route-Map unverzichtbar? Ohne sie würden *alle* OSPF-Routen (auch die sub-optimalen oder ungewünschten) in BGP injiziert, was die oben genannten Probleme verursachen würde. Eine Route-Map bietet die nötige Granularität und Kontrolle.

2. BGP-Attribute: Die Sprache der Pfadauswahl

Im Gegensatz zu OSPF, das auf einer Kostenmetrik basiert, trifft BGP seine Routing-Entscheidungen auf der Grundlage einer Vielzahl von Attributen. Die wichtigsten, die bei der Redistribution von OSPF-Routen beeinflusst werden können, sind:

• ORIGIN-Attribut: Zeigt an, wie eine Route ins BGP gelangt ist. Für redistribuierte Routen sollte dies typischerweise incomplete sein. Viele Administratoren setzen es aber bewusst auf IGP, um eine höhere Präferenz zu suggerieren, obwohl die tatsächliche Herkunft eine Redistribution war. Die korrekte Einstellung beeinflusst die BGP-Pfadauswahl.
• MED (Multiple Exit Discriminator): Dies ist ein Hint für externe AS, um den besten Eingangspunkt in Ihr AS zu wählen, wenn es mehrere gibt. Ein niedrigerer MED-Wert wird bevorzugt. Beim Redistribuieren von OSPF-Routen kann der OSPF-Kostenwert oft als MED in BGP übertragen werden, um eine konsistente Pfadauswahl zu fördern.
• LOCAL_PREF: Dieses Attribut wird innerhalb Ihres eigenen AS verwendet, um den bevorzugten Ausgangspunkt aus Ihrem AS zu bestimmen, wenn Sie Multi-Homed sind. Ein höherer LOCAL_PREF-Wert wird bevorzugt. Es ist entscheidend, dies richtig zu setzen, um den Datenverkehr optimal zu steuern.
• AS-PATH-Attribut: Zeigt die Abfolge der AS an, durch die eine Route gelaufen ist. Ein kürzerer AS-Pfad wird normalerweise bevorzugt. Obwohl man dies nicht direkt aus OSPF setzt, kann man Techniken wie AS-Path Prepending verwenden, um die Präferenz für bestimmte Routen künstlich zu verringern (z.B. für Backup-Links).
• Community-Attribut: Ein optionales Attribut, das als Tag dient, um Informationen zwischen BGP-Peers auszutauschen und Policys zu steuern. Sie können spezifische Communities setzen, um beispielsweise Providern mitzuteilen, Routen nicht an bestimmte Regionen weiterzugeben.

Best Practices für eine erfolgreiche Redistribution

1. Gezielte Routenaggregation und -filterung

Dies ist der wichtigste Schritt, um die Größe der BGP-Routing-Tabelle zu kontrollieren. Anstatt alle detaillierten OSPF-Subnetze zu annoncieren, sollten Sie Routenaggregation verwenden. Bilden Sie zusammenfassende Präfixe (z.B. ein /20 statt hunderte von /24s) und annoncieren Sie nur diese in BGP. Dies geschieht typischerweise mit dem aggregate-address-Befehl in BGP, oft in Verbindung mit der Option suppress-map oder advertise-map.

Verwenden Sie außerdem strikte Routenfilterung mittels Präfixlisten in Ihren Route-Maps, um sicherzustellen, dass nur die explizit gewünschten Präfixe überhaupt in BGP gelangen.

2. Den ASBR als zentralen Punkt nutzen

Der Router, der die Redistribution durchführt, wird als ASBR (Autonomous System Boundary Router) bezeichnet. Es ist ratsam, die Redistribution an so wenigen Punkten wie möglich durchzuführen, idealerweise an einem oder zwei redundanten ASBRs. Dies vereinfacht die Fehlersuche und die Konsistenz der Routing-Politik.

3. Setzen Sie BGP-Attribute bewusst

Standardmäßig würde eine redistribuierte OSPF-Route im BGP ein incomplete Origin erhalten und keinen MED. Dies führt selten zu optimalen Ergebnissen. Verwenden Sie Route-Maps, um:

• Den MED aus der OSPF-Metrik abzuleiten oder einen festen Wert zu setzen.
• Den LOCAL_PREF zu setzen, um die Pfadauswahl innerhalb Ihres AS zu steuern.
• Sinnvolle BGP-Communities anzuhängen, um mit Peering-Partnern zu kommunizieren.

! Beispiel: Route-Map für OSPF-Redistribution in BGP
! Erlaube nur bestimmte Präfixe (z.B. Ihre Haupt-Aggregate)
ip prefix-list OSPF_TO_BGP_ALLOWED seq 10 permit 192.168.0.0/20 le 24
ip prefix-list OSPF_TO_BGP_ALLOWED seq 20 permit 10.0.0.0/8 ge 16 le 24

route-map REDISTRIBUTE_OSPF_TO_BGP permit 10
 match ip address prefix-list OSPF_TO_BGP_ALLOWED
 set metric 500 ! Setzt MED auf 500 (kann aus OSPF-Kosten abgeleitet werden)
 set local-preference 200 ! Setzt LOCAL_PREF
 set origin igp ! Setzt Origin auf IGP
 set community 65000:100 ! Beispiel für eine Community
! Eine implizite "deny all" am Ende der Route-Map verweigert alle anderen Routen
! Wenn Sie andere Routen (z.B. statische) auch reinnehmen wollen, brauchen Sie weitere "permit" Statements
! oder ein "permit" ohne match ganz am Ende der route-map.
! Aber für OSPF-Redistribution ist das Filtern entscheidend.

router bgp 65000
 redistribute ospf 1 route-map REDISTRIBUTE_OSPF_TO_BGP
! Wenn Sie eine Default-Route in BGP annoncieren wollen:
! default-information originate

4. Testen, Überwachen und Debuggen

Nach jeder Konfigurationsänderung ist es entscheidend, die Auswirkungen genau zu überprüfen. Nutzen Sie Befehle wie show ip bgp, show ip route, show ip bgp summary und show ip bgp neighbor [neighbor-ip] advertised-routes. Beobachten Sie die BGP-Tabelle und die Routen Ihrer BGP-Nachbarn. Protokolle und SNMP-Monitoring helfen, Routenflapping oder andere Instabilitäten frühzeitig zu erkennen.

Häufige Fallstricke und wie man sie vermeidet

• Redistribution ohne Route-Map: Dies ist die größte Sünde. Vermeiden Sie redistribute ospf 1 ohne eine anschließende Route-Map, da dies unkontrolliert alle internen Routen in BGP injiziert.
• Fehlende Aggregation: Jeder einzelne /32 Host-Route aus OSPF in BGP ist ein Routing-Tabelle-Killer. Planen Sie Ihre IP-Adressierung hierarchisch, um effektive Aggregation zu ermöglichen.
• Standard-Metriken: Sich auf die Standard-BGP-Metriken zu verlassen, führt selten zum gewünschten oder optimalen Pfad. Setzen Sie MED und LOCAL_PREF bewusst.
• Asymmetrisches Routing: Achten Sie darauf, dass der Rückweg für den Traffic, der über BGP reinkommt, auch über den gewünschten Weg wieder rausgeht. LOCAL_PREF und MED sind hier entscheidend.
• Loops durch bidirektionale Redistribution: Redistribuieren Sie niemals BGP zurück nach OSPF, ohne extrem präzise Filter und Tagging zu verwenden. Dies ist eine häufige Ursache für Routing-Schleifen. Für die meisten Szenarien ist dies nicht notwendig. Wenn doch, muss OSPF External Route Typ 5 oder Typ 7 (für NSSA) richtig gehandhabt werden und BGP-Routen sollten mit Tags versehen werden, um zu verhindern, dass sie zurück in BGP gelangen.

Fazit: Planung, Kontrolle und Präzision sind der Schlüssel

Die korrekte Verteilung von OSPF-Routen auf das BGP-Protokoll ist zweifellos eine Netzwerk-Königsdisziplin. Sie erfordert ein tiefes Verständnis beider Protokolle, der BGP-Pfadauswahl und vor allem der mächtigen Werkzeuge zur Routenkontrolle wie Route-Maps und Präfixlisten. Eine gut geplante und präzise konfigurierte Redistribution sorgt für ein stabiles, effizientes und skalierbares Netzwerk, das optimal mit anderen autonomen Systemen kommunizieren kann. Vernachlässigen Sie diese Aspekte, und Sie riskieren Instabilität, sub-optimales Routing und potenzielle Ausfälle. Nehmen Sie sich die Zeit für sorgfältige Planung, gründliche Konfiguration und umfassendes Testing – Ihr Netzwerk wird es Ihnen danken.