Frrouting学习笔记（三）——FPM协议规范

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本篇翻译自doc/developer/fpm

一、FPM概述

        FPM代表Forwarding Plane Manager（转发平面管理器），它是一个用于Zebra的模块。

        与FPM交换消息的封装头由frr树中的文件“FPM/FPM.h”定义。路由本身以Netlink或protobuf格式编码，Netlink是默认格式。

        Netlink是Linux中对消息进行编码以与内核空间进行通信的标准格式，也是它所使用的套接字类型的名称。FPM netlink的使用与Linux的不同之处在于：

1. Linux netlink套接字以多播方式使用数据报，FPM用作流，并且是单播的。
2. FPM网络链接消息可能比正常消息包含更多或更少的信息

        Linux netlink套接字消息（例如：RTM_NEWROUTE可能会添加一个额外的路由属性来通知VxLAN封装）。

        Protobuf是许多新的序列化格式之一，其中消息模式用专门构建的语言表示。从模式生成用于对有线格式进行编码/解码的代码。Protobuf消息可以很容易地扩展，同时保持与旧代码的向后兼容性。Protobuf与Netlink相比具有以下优势：

1. 用于序列化/反序列化的代码是自动生成的。这降低了出现错误的可能性，允许快速集成第三方程序，并使添加字段变得容易。
2. 消息格式不与操作系统（Linux）绑定，可以独立发展。

目前，“zebra”中有两个FPM模块：

1. “fpm“
2. “dplane_fpm_nl“

1.1 fpm

        第一个FPM实现是使用“zebra”路由处理函数中的钩子构建的。它使用自己的netlink/protobuf编码函数将“zebra”路由数据结构转换为格式化的二进制数据。

1.2 dplane_fpm_nl

        新的FPM实现是使用“zebra”的数据平面框架作为插件构建的。它只支持netlink，并共享“zebra”的netlink函数，将路由事件快照转换为格式化的二进制数据。

二、协议规范

        FPM（在任何模式下）使用TCP连接与外部应用程序进行通信。它作为TCP客户端运行，并使用CLI配置的地址/端口连接到FPM服务器（默认为端口“2620”）。

        FPM用一个标头将所有数据帧化，以帮助外部读取器计算它必须读取多少字节才能读取完整消息（这有助于模拟数据报，就像在最初的netlink Linux内核使用中一样）。

2.1 帧头:

2.12 版本

        目前只有一个版本，因此应该始终为“1”。

2.3 消息类型

        定义我们使用的下划线协议：netlink（`1’`）或protobuf（`2’`）。

2.3 消息长度

        此帧中按网络字节顺序排列的数据量。

2.4 数据

        netlink或protobuf消息负载。

2.5 来自ASIC的路由状态通知

        dplane_fpm_nl能够从底层fpm实现读取路由网络链接消息，该消息可以告诉zebra路由是否已卸载/失败或受阻。

        最终开发人员必须将数据发送到已创建的同一套接字，以侦听来自Zebra的FPM消息。发送的数据必须具有“Frame Header”，“Version”设置为1，“Message Type”设置为1，以及适当的消息长度。消息数据必须包含RTM_NEWROUTE网络链接消息，该消息发送与路由相关联的前缀和下一跳。最后，rtm_flags必须包含rtm_F_OFFLOAD、rtm_F_TRAP或rtm_F_OOFFLOAD_FAILED，以表示ASIC中的路由发生了什么。