IPRAN中的BGP简介

  1. IPRAN中的BGP简介
    1. 一、为什么引入BGP
      1. 1、BGP是什么?
      2. 2、BGP有什么作用?
      3. 3、BGP有什么特点?
    2. 二、IPRAN中BGP的范围

IPRAN中的BGP简介

一、为什么引入BGP

介绍什么是BGP,BGP在网络中的作用以及BGP的特点,有助于快速了解BGP概念。

1、BGP是什么?

BGP(Border Gateway Protocol)是一种用于自治系统(AS,Autonomous System)之间的动态路由协议,主要用于在AS之间传递可达路由信息,构建AS域间的传播路径,防止路由环路的产生,并在AS级别应用一些路由策略。目前广泛使用的版本是BGP-4(RFC1771)。

BGP作为事实上的Internet外部路由协议标准,被广泛应用于ISP(Internet Service Provider)之间。

2、BGP有什么作用?

在早期的网络中,网络规模有限,路由数量也不大,因此所有的路由器可以同时维护整个网络拓扑。但随着目前网络规模的迅速扩大,导致了路由数量不断增长,引发了一系列的扩展性问题。为此,我们引入了路由管理域的概念,也就是目前广泛使用的AS,关于AS的进一步信息请参见后续IPRAN中BGP的概念和原理。

IGP用于在AS内部发现和计算路由,而BGP则用于在AS之间控制路由的传递和选择最好的路由。BGP没有路由选择算法,而是凭借丰富的路由属性来建立选路规则,每条路由条目占用系统资源和带宽资源较小,适合路由条目过多的大型网络。可以说,IGP和BGP作用于不同的路由器范围。

以下情况中需要使用BGP协议:

  • 如上图所示,用户需要同时与两个或者多个ISP相连,ISP需要向用户提供部分或完全的Internet路由。这时可以通过BGP路由携带的AS信息来决定到达目的地,走哪一个ISP的AS更为经济。
  • 不同组织下的用户之间需要传递AS路径信息。
  • 用户需要通过三层VPN传播私网路由或在二层应用中(如kompella方式的VPLS)以BGP为信令传播二层信息,具体请参见VPN章节。

以下情况不需要使用BGP协议:

  • 用户只与一个ISP相连。
  • ISP不需要向用户提供Internet路由。
  • AS间使用缺省路由进行连接。

3、BGP有什么特点?

BGP协议具有如下特点:

  • BGP是一种外部网关协议(EGP),不同于OSPF、RIP等内部网关协议(IGP),其着眼点不在于发现和计算路由,而在于控制路由的传递和选择最佳路由。
  • BGP是一种距离矢量(Distance-Vector)路由协议,从设计上避免了环路的发生。
    • AS之间:BGP通过携带AS路径信息来标记途经的AS,带有本地AS号的路由将被丢弃,从而避免了域间产生环路。
    • AS内部:BGP在AS内学到的路由不再通告给AS内的BGP邻居,避免了AS内产生环路。
  • BGP使用TCP作为其传输层协议,监听端口号为179,本地端口号任意。由于BGP进行域间的路由选择,对协议的稳定性要求非常高,因此使用高可靠性的TCP协议,可以保证BGP的稳定性和可靠性。同时,由于BGP需要通告的路由数目极大,依靠TCP使用的滑动窗口机制,使得BGP可以不断地发送分组,而无需像OSPF那样停止发送并等待确认。
  • BGP在启动的时候传播整张BGP路由表,但和IGP定时发布不同,路由更新时,BGP只发送更新的路由,大大减少了BGP传播路由所占用的带宽,适用于在Internet上传播大量的路由信息。
  • BGP提供了防止路由振荡的机制,有效提高了Internet网络的稳定性。
  • BGP支持无类别域间路由CIDR(Classless Inter-Domain Routing)。
  • BGP提供了丰富的路由策略,能够对路由实现灵活的过滤和选择。
  • BGP易于扩展,能够适应网络新的发展。

二、IPRAN中BGP的范围

介绍IPRAN网络中BGP特性所使用到的范围,后文将在《IPRAN中BGP的概念和原理》章节中对IPRAN相关的BGP概念和原理进行介绍。

概念 描述
自治系统AS 自治系统AS指由同一个技术管理机构(例如各大运营商)管理、使用内部路由策略的一些路由器的集合。自治系统AS分为单口AS(stub AS)、多归属AS(multihomed AS)和过渡AS(transit AS)。
IBGP和EBGP 根据两个BGP对等体之间所处的位置,BGP分为IBGP和EBGP两种运行方式。IBGP和IGP之间需要进行同步,其目的是避免误导外部AS的路由器。
BGP消息 BGP的运行过程是通过各种消息的交互来实现的,共有Open、Update、Notification和Keepalive四种消息类型。
BGP有限状态机 BGP有限状态机共有六种状态,分别是Idle、Connect、Active、OpenSent、OpenConfirm和Established。 BGP对等体双方的状态必须都为Established,BGP邻居关系才能成立,双方通过Update报文交换路由信息。
BGP属性 BGP路由属性是一系列参数,它对特定的路由进一步的描述,使得BGP能够对路由进行过滤和选择。BGP路由属性可以分为以下4类:公认必遵(Well-known mandatory)、公认任意(Well-known discretionary)、可选过渡(Optional transitive)和可选非过渡(Optional non-transitive)。其中Origin属性、AS_Path属性、Next_Hop属性、MED属性和Local_Pref属性是最为常用的。
BGP路由选择策略 当到达同一目的地存在多条路由时,BGP采取一定的策略进行路由选择。
BGP路由发布策略 BGP采取一定的策略进行路由发布。
路由反射器 路由反射器可以解决当IBGP对等体数目很多时,对网络资源和CPU资源的消耗都很大的问题。根据网络的实际情况,可以部署备份RR和多级RR。
BGP Auto FRR BGP Auto FRR(Auto Fast ReRoute)是一种链路故障保护措施,应用于有主备链路的网络拓扑结构中。使能BGP Auto FRR,可以使BGP的两个邻居切换或者两个下一跳切换达到亚秒级的收敛速度。

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文章标题:IPRAN中的BGP简介

文章字数:1.6k

本文作者:F_numen

发布时间:2020-03-21, 14:17:17

最后更新:2020-04-12, 22:55:20

原始链接:https://netheroone.cn/archives/f23189c8.html

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