poc-frr-anycast/README.md

poc_frr_anycast

POC anycast-топологии на FRR: две площадки, eBGP full-mesh, ECMP-балансировка трафика клиентов площадки B к anycast-адресу площадки A.

• Дизайн (HLD): hld.md (в т.ч. Mermaid-диаграмма топологии)
• История изменений: docs/ — на каждое изменение отдельный план внедрения и summary.

Lab-окружение (Docker Compose)

Топология из hld.md поднимается локально в Docker Compose: 5 FRR-роутеров (a1/a2/a3 — площадка A, b1/b2 — площадка B) + 6 клиентских контейнеров площадки B. Каждый линк HLD — отдельная Docker-сеть с фиксированной адресацией, 1:1 соответствующая схеме из hld.md.

Детали архитектуры и обоснование решений: docs/2026-09-03-anycast-lab-plan.md, результаты — docs/2026-09-03-anycast-lab-summary.md.

Запуск

docker compose up -d      # поднять топологию (13 контейнеров)
./scripts/verify.sh       # проверить BGP-сессии и ECMP-маршрут до 10.200.200.1/32
./scripts/traffic-test.sh [client] [count]   # прогнать трафик к anycast, увидеть распределение по A1/A2/A3
docker compose down       # разобрать окружение

Пример: ./scripts/traffic-test.sh c1 30 — 30 запросов с клиента c1 (площадка B1) к anycast-адресу с варьированием src-port; ответ каждого anycast-узла (a1/a2/a3) содержит его hostname, что показывает распределение трафика.

Структура

hld.md                    HLD-дизайн топологии
docker-compose.yml         13 контейнеров, 8 сетей (1 на линк)
frr/{a1,a2,a3,b1,b2}/      конфиги FRR (daemons, frr.conf, vtysh.conf)
entrypoints/                создание dummy0 + anycast-responder (A), маршрут по умолчанию (клиенты)
scripts/                    verify.sh, traffic-test.sh
docs/                       план внедрения + summary по каждому изменению

Проверка окружения

Всё это уже автоматизировано в ./scripts/verify.sh (BGP + маршруты) и ./scripts/traffic-test.sh (трафик), но ниже — те же проверки вручную, командами на самих узлах.

На маршрутизаторах (vtysh)

Выполняются как docker compose exec -T <node> vtysh -c "<command>" или интерактивно: docker compose exec <node> vtysh.

Команда	Где	Что должно быть в норме
show bgp summary	все 5 узлов	все соседи в состоянии Established (число вместо Idle/Active в колонке State/PfxRcd) — 2 соседа на a1/a2/a3, 3 на b1/b2
show ip route 10.200.200.1/32	b1, b2	3 записи * <ip>, via ethN, weight 1 — ECMP-маршрут до anycast через a1/a2/a3
show bgp ipv4 unicast 10.200.200.1/32	b1, b2	тот же префикс в BGP-таблице, 3 валидных пути, Local AS 65001 у всех
show ip bgp neighbor <ip> advertised-routes	a1/a2/a3 (<ip> — сосед в сторону B)	среди анонсируемых — 10.200.200.1/32
show ip bgp neighbor <ip> advertised-routes	b1, b2 (<ip> — сосед в сторону A)	среди анонсируемых — 10.100.1.0/24 (b1) / 10.100.2.0/24 (b2)
show interface brief	любой	все интерфейсы up, IP соответствуют hld.md

Пример:

docker compose exec -T b1 vtysh -c "show bgp summary"
docker compose exec -T b1 vtysh -c "show ip route 10.200.200.1/32"
docker compose exec -T a1 vtysh -c "show ip bgp neighbor 10.0.1.2 advertised-routes"

На клиентах (площадка B, доверенная сеть)

Выполняются как docker compose exec -T <client> <command>, где <client> — один из c1…c6.

Команда	Что должно быть в норме
ping -c 4 10.200.200.1	0% packet loss, ответы приходят с ttl=63 (1 транзитный хоп — B-роутер)
traceroute -n 10.200.200.1	2 хопа: локальный B-роутер (10.100.1.1 / 10.100.2.1), затем сразу 10.200.200.1
curl -s http://10.200.200.1/	в ответе — hostname одного из a1/a2/a3 (мини-HTTP на dummy0, см. entrypoints/a-entrypoint.sh)
серия curl с разным --local-port (см. scripts/traffic-test.sh)	ответы приходят от разных anycast-узлов — подтверждает, что ECMP реально распределяет трафик по 5-tuple, а не всегда уходит в один и тот же узел

Пример:

docker compose exec -T c1 ping -c 4 10.200.200.1
docker compose exec -T c1 traceroute -n 10.200.200.1
docker compose exec -T c1 curl -s http://10.200.200.1/
./scripts/traffic-test.sh c1 30     # готовый прогон с разбивкой по узлам

Если curl/ping не проходят — сначала проверить BGP (show bgp summary на затронутых узлах), затем ECMP-маршрут (show ip route 10.200.200.1/32 на b1/b2).

Важные технические нюансы

• Линки между A и B заведены как /29 (не /30, как в hld.md буквально) — Docker резервирует первый адрес подсети под gateway моста даже для internal: true-сетей, поэтому реальным peering-адресам (.1/.2, как в hld.md) нужно место рядом с ним. IP-адресация роутеров и логика BGP при этом полностью соответствуют hld.md.
• ECMP-балансировка на b1/b2 требует net.ipv4.fib_multipath_hash_policy=1 (в docker-compose.yml) — по умолчанию (0) Linux хеширует next-hop только по src/dst IP, без учёта портов, из-за чего один клиент всегда попадал бы в один и тот же anycast-узел.

Развёртывание площадки A на ВМ (Ansible)

ansible/ — playbook для конфигурации FRR на реальных ВМ площадки A (a1/a2/a3), продолжение того же HLD, но не в Docker, а «в проде». Provisioning ВМ (создание, 3 сетевых интерфейса: 1 внешний/управляющий + 2 приватных к B1/B2) выполняется отдельным Terraform-сценарием (вне рамок этого репозитория) — приватные интерфейсы уже сконфигурированы к моменту запуска playbook; Ansible создаёт dummy0 (anycast) и разворачивает FRR.

Все специфичные для площадки A значения (ASN, anycast-префикс, router-id и BGP-соседи каждой ноды, имена интерфейсов, SSH-доступ) вынесены в единый файл переменных окружения ansible/site-a.env — сама роль frr_anycast полностью параметризована и не содержит захардкоженных адресов/ASN. frr.conf.j2 при рендере воспроизводит уже проверенную в Docker-лабе BGP-конфигурацию (frr/a{1,2,3}/frr.conf), за вычетом блока interface dummy0 — в VM-варианте этот адрес назначается через netplan (dummy0.netplan.yml.j2), а не через frr.conf.

Детали: docs/2026-09-03-ansible-site-a-plan.md / docs/2026-09-03-ansible-site-a-summary.md.

Структура

ansible/
├── site-a.env                 источник всех site-A-специфичных значений
├── run.sh                     source site-a.env + ansible-playbook
├── inventory/site-a.yml       a1/a2/a3, ansible_host из lookup('env', 'A{N}_MGMT_IP')
├── group_vars/site_a.yml      site-wide переменные (ASN, anycast-префикс, интерфейсы)
├── host_vars/{a1,a2,a3}.yml   per-node переменные (router-id, BGP-соседи)
├── site-a.yml                 playbook (role: frr_anycast)
├── roles/frr_anycast/         задачи, handlers, шаблоны (daemons.j2, frr.conf.j2, dummy0.netplan.yml.j2)
└── tests/render-check.sh      офлайн-проверка шаблонов без реальных ВМ (см. ниже)

Запуск

cd ansible
./run.sh site-a.yml                 # применить конфигурацию к a1/a2/a3
./run.sh site-a.yml --check --diff  # сухой прогон

Если ansible-playbook не установлен в системе — поставить локально в venv, не трогая системный Python: python3 -m venv venv && venv/bin/pip install ansible (каталог venv/ в .gitignore, не коммитится); run.sh сам подхватит venv/bin/ansible-playbook, если он есть.

Проверка без живых ВМ

На момент подготовки playbook ВМ площадки A ещё не подняты (Terraform-провижининг — отдельный шаг), поэтому функциональная проверка (vtysh, реальный apply) не выполнялась и не входит в текущую поставку. Доступна и выполнена офлайн-проверка:

ansible/run.sh site-a.yml --syntax-check    # синтаксис
ansible/tests/render-check.sh               # golden-diff: рендер frr.conf/daemons для a1/a2/a3
                                             # сравнивается с уже работавшими в Docker-лабе frr/a{1,2,3}/

После того как Terraform поднимет ВМ — реальный прогон ./run.sh site-a.yml, затем те же vtysh-команды, что и в разделе «Проверка окружения» выше (заменить docker compose exec -T <node> vtysh ... на ssh <node> vtysh ... или ansible site_a -m command -a "vtysh -c 'show bgp summary'").