BGP路由协议

中国西部科技　２０１　１年１０月（中旬）第１０卷第２９期总第２６２期　

李勃彀　（西南民族大学计算机科学与技术学院，四川成都６１　００４１）　摘要：ＢＧＰ协议是目前广泛用于广域网的Ａｓ问路由协议，ＢＧＰ协议的一个关键特性就是允许Ａｓ采用不同的路由策略去控　－￣，ＪＡＳ问路径的选择以及向其它Ａｓ传递路径可达信息。本文对Ａｓ间ＢＧＰ路由决策进行了深入研究，在此基础上，提出了一　种基于＾ｓ关系的＾ｓ间ＢＧＰ路由验证方法。　关键词：ＢＧＰ；路由选择；域间路由　Ｄ０１：１　０．５９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１　６７１—６５９６．２０¨．２９．０１　５　ＢＧＰ的基本功能是在自治系统间自动交换无环路的路由　信息。与ＯＳＰＦ和ＲＩＰ等在自治区域内部运行的协议对应，　ＢＧＰ是一类ＥＧＰ（Ｅｄｇｅ　Ｇａｔｅｗａｙ　Ｐｒｏｔｏｃｏ１）协议，是在ＥＧＰ应　用的基础上发展起来的。ＢＧＰ支持无类型的区域问路由　ＣＩＤＲ（Ｃｌａｓｓｌｅｓｓ　Ｉｎｔｅｒｄｏｍａｉｎ　Ｒｏｕｔｉｎｇ），可以有效地减少　日益增大的路由表。　１　ＢＧＰ协议的特点　ＢＧＰ是一种ＡＳ（自治区域）外部路由协议，主要负责本自　治区域和外部的自治区域间的路由可达信息的交换。因　此，它所关心的拓扑结构是ＡＳ（自治区域）的拓扑结构，　ＢＧＰ通过ＵＰＤＡＴＥ消息中路由的ＡＳ属性来构造ＡＳ的拓扑结构　图，进一步通过此结构图来选择路由。ＢＧＰ作为ＥＧＰ的一　种，选择路由时考虑的是Ａｓ间的链路花费，Ａｓ区域内的花　费（由ＢＧＰ路由器配置）等因素。　ＢＧＰ不是每次都广播所有的路由信息，而是在初始化全　部路由信息后只发送路由的变化量（增量）。这样保证了　ＢＧＰ和对端的最小通信量，但同时增加了ＢＧＰ的复杂程度。　因为对于ＩＧＰ，本地路由协议只需发送时刻所知的全部路　由，而不保存任何己发送信息，路由选择的工作由对端来　完成；而ＢＧＰ必须为每个ＢＧＰ对端保存已经发送的路由信　息，以便发送一条新路由前确认其是否真的应该发送。为　了减小路由表的体积和发送路由的通信量，ＢＧＰ还支持　ＣＩＤＲ（Ｃｌａｓｓｌｅｓｓ　ＩｎｔｅｒＤｏｍａｉｎ　Ｒｏｕｔｉｎｇ）。它使用带有较短　的掩码（相对于自然掩码）的路由来在一条路由中表达更多　的路由信息。作为ＡＳ自治区域间的路由协议，由于政治、　经济等原因，ＢＧＰ需要按照不同的路由的属性控制路由的发　送和引入。因此，ＢＧＰ有丰富的路由策略控制手断。　２　ＢＧＰ协议中消息的应用　ＢＧＰ使用ＴＣＰ建立连接，本地监听端口为１７９。和ＴＣＰ建　立相同，ＢＧＰ连接的建立也要经过一系列的对话和握手。　ＴＣＰ通过握手协商通告其端口等参数，ＢＧＰ的握手协商的参　数有：ＢＧＰ版本，ＢＧＰ连接保持时间，本地的路由器标识　（Ｒｏｕｔｅｒ　ＩＤ），授权信息等。这些信息都在ＯＰＥＮ消息中体　现。　ＢＧＰ连接的具体过程参见ＢＧＰ有限状态机。　ＢＧＰ连接建立后，如果有路由需要发送则发送ＵＰＤＡＴＥ消　息通告对端路由信息。ＵＰＤＡＴＥ消息主要用来通告路由信　息，包括失效（退出）路由。ＵＰＤＡＴＥ消息发布路由时，还要　指定此路由的路由属性，用以帮助对端ＢＧＰ协议选择最佳的　路由。需要注意的是，由ＵＰＤＡＴＥ消息的格式可以看出每个　ＵＰＤＡＴＥ消息只可以发布一种路由属性，本地ＢＧＰ如果有路由　属性完全相同的路由（只有信宿地址不同），则可以由一条　ＵＰＤＡＴＥ消息发布，否则只能使用不同的ＵＰＤＡＴＥ消息发布。　关于路由属性在ＢＧＰ选择路由时的应用，参见ＢＧＰ协议路由　属性的应用部分。　在本地ＢＧＰ路由变化时，也使用ＵＰＤＡＴＥ消息修正对端　ＢＧＰ的路由表。　经过一段时间的路由信息交换后，本地ＢＧＰ和对端　ＢＧＰ都无新路由通告，趋于稳定了。此时要定时发送　ＫＥＥＰＡＬＩＶＥ消息以保持ＢＧＰ连接的有效性。对于本地ＢＧＰ，如　果在超过保持时间的时间内，还未收到任何对端ＢＧＰ消息，　就认为此ＢＧＰ连接已经无效，将此ＢＧＰ连接断开。　当本地ＢＧＰ在运行中发现错误时，要发送ＮＯＴＩＦＹ消息通　告ＢＧＰ对端。如对端ＢＧＰ版本本地不支持，本地ＢＧＰ收到了结　构非法的ＵＰＤＡＴＥ消息等。本地ＢＧＰ退出ＢＧＰ连接时也要发送　ＮＯＴＩＦＹ消息。ＢＧＰ收￣ＵＮＯＴＩＦＹ消息后，要作相应处理。　３　ＢＧＰ量优路径算法　（１）优选有最大Ｗｅｉｇｈｔ的路由（范围ｏ￣Ｕ６５，５３５）。　ｗｅｉｇｈｔ是ＣＩＳＣ０私有的参数，路由器配置了权重后在本地有　效。　（２）忽略那些下一跳不可达的路径。这就是为什么运　行ＩＧＰ协议非常重要，因为ＩＧＰ使得与路径的相关下一跳地　址可达。　（３）优选有最大ＬＯＣＡＬ　ＰＲＥＦ值的路由（范围０到４，　２９４，９６７，２９５）。　（４）优选从本路由器始发的路由（包括本地　ｎｅｔｗｏｒｋ配置的重分布，或者在ＩＧＰ表中已经有一些需要被　配置路由聚合的地址，在ＢＧＰ中用Ａｇｇｒｅｇａｔｅ命令配置的路　由聚合）。　（５）优选有最短ＡＳ—ＰＡＴＨ的路由：Ａ：如果配置了Ｂｇｐ　收穑日期：２０１１一Ｏ８一Ｏ６修回日期：２０１１一Ｏ８—２７　作者简介：李勃极（１９７５一），男，ｌ￣１）ｌＩ籍，讲师，研究方向为计算机网络、嵌入式系统。　

1、介绍

BGP是自治系统间的路由协议。BGP交换的网络可达性信息提供了足够的信息来检测路由回路并根据性能优先和策略约束对路由进行决策。特别地，BGP交换包含全部AS path的网络可达性信息，按照配置信息执行路由策略。

随着近年来互联网的进步和增长，它也不得不面对一些严重的规模问题，包括：

－B类网络地址空间的耗尽。该问题的主要原因之一，是缺少适于 中型组织的中等大小的网络；C类网络，最多拥有254个主机地址，实在太少，而B类网络允许最多65534个地址，却又太大无法充分使用。

－互联网路由器中路由表的增长使目前的软件（和人们）无法有效管理。

－32位IP地址空间的耗竭。

很明显，前两个问题和最后一个问题可能分别在今后一两年内和三年内变得急迫。无类别域间路由（CIDR）试图解决这些问题，设计相应机制来降低路由表和对新IP网络分配需求的增长速度。它并没有解决更具长期性的第三个问题，而是努力让近期问题推迟使得互联网仍能有效运作，同时着手远期的解决方案。

BGP-4对BGP-3做了扩展，支持路由信息的聚合及基于无类别域间路由体系（CIDR）的路由减少。本备忘录论述了BGP-4在互联网中的应用。

本文档的所有讨论基于如下假设：互联网是一些随意连接的自治系统的集合。也就是说，互联网可以建模成一张一般的网络图，图上节点是AS，边是每对AS间的连接。

自治系统的经典定义是，一组路由器在统一管理之下，在AS内使用内部网关协议和统一度量来路由数据包，而通过外部网关协议将数据包路由到其他AS。该经典定义尚在发展，一些AS在其内部使用多种内部网关协议和度量。在此，强调一下自治系统在本文档中的含义，即使它采用多种IGP和度量，它的管理区别于其他 AS，其内部路由是一致的，当路由穿越它时，它在图上视作一个节点。每个AS由一个管理机构管理，至少在外部看来它代表着该系统的路由信息。

2. BGP拓扑模型

BGP和BGP-4路由协议

BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议，用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法，也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。下面是店铺整理的一些关于BGP和BGP-4路由协议的相关资料，供你参考。

BGP路由协议介绍

BGP是自治系统间的路由协议。BGP交换的网络可达性信息提供了足够的信息来检测路由回路并根据性能优

先和策略约束对路由进行决策。特别地，BGP交换包含全部AS

path的网络可达性信息，按照配置信息执行路由策略。随着近年来互联网的进步和增长，它也不得不面对一些严重的规模问题，包括：-B类网络地址空间的耗尽。该问题的主要原因之一，是缺少适于 中型组织的中等大小的网络;C类网络，最多拥有254个主机地址，实在太少，而B类网络允许最多65534个地址，却又太大无法充分使用。-互联网路由器中路由表的增长使目前的软件(和人们)无法有效管理。-32位IP地址空间的耗竭。很明显，前两个问题和最后一个问题可能分别在今后一两年内和三年内变得急迫。无类别域间路由(CIDR)试图解决这些问题，设计相应机制来降低路由表和对新IP网络分配需求的增长速度。它并没有解决更具长期性的第三个问题，而是努力让近期问题推迟使得互联网仍能有效运作，同时着手远期的解决方案。BGP-4对BGP-3做了扩展，支持路由信息的聚合及基于无类别域间路由体系(CIDR)的路由减少。本备忘录论述了BGP-4在互联网中的应用。

BGP路由协议的典型配置图本文档的所有讨论基于如下假设：互联网是一些随意连接的自治系统的集合。也就是说，互联网可以建模成一张一般的网络图，图上节点是AS，边是每对AS间的连接。自治系统的经典定义是，一组路由器在统一管理之下，在AS内使用内部网关协议和统一度量来路由数据包，而通过外部网关协议将数据包路由到其他AS。该经典定义尚在发展，一些AS在其内部使用多种内部网关协议和度量。在此，强调一下自治系统在本文档中的含义，即使它采用多种IGP和度量，它的管理区别于其他 AS，其内部路由是一致的，当路由穿越它时，它在图上视作一个节点。每个AS由一个管理机构管理，至少在外部看来它代表着该系统的路由信息。

BGP路由协议详解(完整篇) 一、BGP的概况

BGP最新的版本是BGP第4版本（BGP4）,它是在RFC4271中定义的；一个路由器只能属于一个AS。AS的范围从1-65535（64512-65535是私有AS号），RFC1930提供了AS号使用指南。

BGP的主旨是提供一种域间路由选择系统，确保自主系统只能够无环地交换路由选择信息，BGP路由器交换有关前往目标网络的路径信息。

BGP是一种基于策略的路由选择协议，BGP在确定最佳路径时考虑的不是速度，而是让AS能够根据多种BGP属性来控制数据流的传输。

1、BGP的特性

? BGP将传输控制协议（TCP）用作其传输协议。是可靠传输，运行在TCP的179端口上（目的端口）

? 由于传输是可靠的，所以BGP0使用增量更新，在可靠的链路上不需要使用定期更新，所以BGP使用触发更新。

? 类似于OSPF和ISIS路由协议的Hello报文，BGP使用keepalive周期性地发送存活消息（60s）（维持邻居关系）。

? BGP在接收更新分组的时候，TCP使用滑动窗口，接收方在发送方窗口达到一半的时候进行确定，不同于OSPF等路由协议使用1-to-1窗口。 ? 丰富的属性值

? 可以组建可扩展的巨大的网络

2、BGP的三张表

? 邻居关系表

n 所有BGP邻居

? 转发数据库

n 记录每个邻居的网络

n 包含多条路径去往同一目的地，通过不同属性判断最好路径

n 数据库包括BGP属性

? 路由表

n 最佳路径放入路由表中

n EBGP路由（从外部AS获悉的BGP路由）的管理距离为20

n IBGP路由（从AS系统获悉的路由）管理距离为200

如下图所示。 ? 邻居表，包含与之建立BGP连接的邻居

n 使用命令show ip bgp summary可以查看到 Router#sh ip bgp summary BGP router identifier 11.1.1.1, local AS number 100 BGP table version is 8, main routing table version 8 5 network entries using 585 bytes of memory 6 path entries using 312 bytes of memory 4/3 BGP path/bestpath attribute entries using 496 bytes of memory 1 BGP AS-PATH entries using 24 bytes of memory 0 BGP route-map cache entries using 0 bytes of memory 0 BGP filter-list cache entries using 0 bytes of memory BGP using 1417 total bytes of memory BGP activity 5/0 prefixes, 6/0 paths, scan interval 60 secs