现代通信交换技术课程设计之BGP协议gyum.docx

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1、现代通信信交换技技术课程程设计设计题目目：BGGP协议议姓名：学号：班级：指导老师师：201 年月目录1 BBGP概概述11.1 BGPP协议的的定义111.2 BGPP协议的的发展经经历11.3 BGPP协议基基本思想想11.4 BGPP协议特特性12 BBGP协协议详解解22.1 BGPP协议的的消息类类型22.2 BGPP报文种种类22.3 自治系系统52.5 BGPP路由属属性62.5.1 BBGP路路由属性性的分类类62.5.2常见见的路由由属性772.5.3 BBGP路路由传递递112.5.4 BBGP如如何根据据属性完完成决策策112.6 BGPP过滤功功能1223 BBGP的的

2、应用1123.1 BGPP的使用用原则1123.2 BGPP协议中中消息的的应用1133.3 BGPP的同步步133.4 成为BGGP路由由的途径径14参考文献献17附录缩略略语1881BGPP概述1.1BBGP协协议的定义BGP（Borrderr Gaatewway Prootoccol）是是一种自自治系统统间的动动态路由由协议，它它的基本本功能是是在自治治系统间间自动交交换无环环路的路路由信息息，通过过交换带带有自治治系统号号序列属属性的路路径可达达信息，来来构造自自治区域域的拓扑扑图，从从而消除除路由环环路并实实施用户户配置的的路由策策略。1.2BBGP协协议的发展经经历BGP协协议从1

3、19899年以来来就已经经开始使使用。它它最早发发布的三三个版本本分别是是RFCC11005（BGPP-1）、RFFC11163（BGPP-2）和和RFCC12667（BGPP-3），当当前使用用的是RRFC117711（BGPP- 44）。随着着INTTERNNET的的飞速发发展，路路由表的的体积也也迅速增增加，自自治区域域间路由由信息的的交换量量越来越越大，影影响了网网络的性性能。BBGP支支持无类类别域间间选路CCIDRR（Claassllesss Innterr-dommainn Rooutiing），可可以有效效的减少少日益增增大的路路由表。BGP-4正迅速成为事实上的Interne

4、t边界路由协议标准。1.3BBGP协协议基本本思想不采用RRIP、OSPPF的原原因：（1）RIP记录的只有下一跳，没有真正定义到目的地的完整路径，RIP跳数上限只有16，不适合较大规模网络（2）OSPF的LSDB随网络规模的增加成几何数增长。BGP的的提出是是面向AAS之间间的路由由选择。BGP是基于路径向量路由的思想，但从设计上避免了环路的产生。BGP要给出到目的地的完整路径，不关心跳数、费用的量度，而是关心所要经过的自治系统。1.4 BGPP协议特特性（1）BBGP使使用TCCP作为为其传输输协议，端端口号1779（2）BGPP对拓扑扑结构没没有限制制（3）路由更更新只发发送增量量路由，

5、减减少占用用带宽（4）采用路路由策略略，对AAS的入入口出口口路由进进行控制制（4）支持CIIDR，便便于扩展展2BGPP协议详详解2.1BBGP协协议的消消息类型型RFC117711中规定定了四种种BGPP消息类类型：打打开消息息（opeen）、更新新消息（upddatee）、通知知消息（nottifiicattionn）、保持激激活消息息（keeep-aliive）。以下进进行分述述：（1） 打开消息息（oppen）用于于打开与与相邻路路由器的的TCPP链接，创创建邻居居关系。打打开消息息紧跟在在固定大大小的BBGP之之后。（2） 更新消息息（upddatee）用于于在BGGP对等等体间传

6、传送路由由选择信信息。更更新数据据包中的的信息可可以构建建一个描描述不同同自治系系统间的的关系的的图。更更新消息息可以用用于向对对等体通通告单个个有效路路由，或或者使多多个失效效路由停停止服务务。更新新消息还还可以同同时通告告有效路路由和使使多个失失效路由由停止服服务。更更新消息息包括固固定大小小的包头头以及一一些特殊殊可选字字段。（3） 通知消息息当网网络检测测到出错错时就会会发送一一个通知知消息。BGP的连接也就会在发送完通知消息后立即关闭。（4） Keepp-allivee消息BGPP不使用用基于传传输协议议的保持持激活机机制来确确认对等等体是否否可达。事事实上，对对等路由由器通过过足够

7、快快的频率率交换保保持激活活消息以以使保持持定时器器不溢出出。保持持激活消消息发送送间隔时时间比较较合理的的最大值值是保持持时间间间隙的三三分之一一。要按按照保持持时间间间隙函数数值来调调整保持持激活消消息的发发送频率率。如果果保持时时间协商商结果为为0，则不不必周期期性的发发送保持持激活消消息。保保持激活活消息只只有消息息头，它它的长度度只有119Byyte。2.2BBGP报报文种类类（1）报报文头图1报文文头格式式l Typee（类型型）1Byyte，指指示报文文类型，如如OPEEN、UPDDATEE报文等等。l Markker（标标记）166Bytte，包含消消息接收收者可以以预测的的值

8、。标标记可以以用来探探测BGGP对端端的同步步丢失，认认证进入入的BGGP报文文。l Lenggth（长长度）2BBytee，无符符号整数数，指定定了消息息的全长长，包括括头部字字节。（2）OOpenn报文图2 OOpenn报文格格式l Verssionn发发端BGGP版本本号l My AAutoonommouss Syysteem本地ASS号l Holdd Tiime发送送方提供供建议的的保持定定时器的的设定秒秒数保持持定时器器规定了了BGPP邻居认认为发送送方信息息有效的的时间长长度。如如果BGGP对等等体之前前的OPPEN报报文中HHoldd Tiime时时间不一一致，选选择较小小的Ho

9、old Timme。l BGP Ideentiifieer发端的的路由器器标识符符。该值值是在BBGP对对等体之之间进行行握手操操作的过过程中确确定的，并并且在每每个本地地接口及及每个BBGP对对等体之之间是保保持不变变的。l Optiionaal pparmmeteers Lenn可选选的参数数的长度度l Optiionaal PParaametterss可选选的参数数（3）KKeepp-allivee报文图3Keeep-aliive报报文格式式l Keepp-allivee报文主要用用于对等等体路由由器间的的运行状状态以及及链路的的可用性性确认。报文的组成只包括一个BGP数据报头。Keep

10、-alive消息在对等路由器间的交换频度以保证对方保持定时器不超时为限。l 当一台路路由器与与其邻居居建立BBGP连连接之后后，将以以Keeep-aalivve iinteervaal设定定的时间间间隔周周期性地地向对等等体发送送Keeep-aalivve报文文，表明明该连接接是否还还可保持持。l 缺省情况况下，发发送Keeep-aliive的的时间间间隔为 60 秒，Hoold Timme是1800秒。每每次从邻邻居处接接收到KKeepp-allivee报文将将重置HHoldd Tiime定定时器，如如果Hoold Timme定时时器超时时，peeer就就认为对对等体DDownn。（5） U

11、pdaate报报文Updaate报报文是BBGP系系统中最最重要的的信息，用用于在同同伴之间间交换路路由信息息，它最最多由三三部分构构成：不不可达路路由（uunreeachhablle）、路路径属性性（paath atttribbutees）、网网络可达达性信息息（NLLRI，nettworrk llayeer rreacch-abiilitty iinfoormaatioon）。图4 UUpdaate报报文格式式l Unfeeasiiblee Rooutees LLen（2字节无无符号整整数）不不可达路路由长度度l Withhdraawn Rouutess（变变长）撤撤消路由由l Pathh

12、 Atttriibutte LLen（2字节无无符号整整数）路路由属性性长度l Pathh Atttriibuttes（变变长）路路由属性性l Netwworkk Laayerr Reeachh-abiilitty IInfoormaatioon（变长长）网络络可达信信息(6)NNotiificcatiion报报文Notiificcatiion报报文主要要在发生生错误或或对等体体连接被被关闭的的情况下下使用，该该消息携携带各种种错误代代码（如如定时器器超时等等），以以及辅助助错误代代码及错错误信息息。图5Nootifficaatioon报文文格式表1错误代码码123456错误类型型消息头错错O

13、penn消息错错Updaate消消息错保持时间间超时状态机错错退出l Erroorcoode错误代代码。l Errssubccodee辅助错错误代码码。l Dataa依赖于于不同的的错误代代码和辅辅助错误误代码，用用于标识识错误原原因。2.3自自治系统统自治系统统定义：由同一一个技术术管理机机构管理理、使用用统一选选路策略略的一些些路由器器的集合合。自治治系统内内部的路路由协议议（IGGP），自自治系统统之间的的路由协协议（EEGP）。（1）每每个自治治系统都都有唯一一的自治治系统编编号，这这个编号号是由因因特网授授权的管管理机构构分配的的。（2）引引入自治治系统的的基本思思想：通通过不同同的

14、编号号来区分分不同的的自治系系统。这这样，当当网络管管理员不不期望自自己的通通信数据据通过某某个自治治系统时时，这种种编号方方式就十十分有用用了。或或许，该该网络管管理员的的网络有有能力访访问这个个自治系系统，但但由于它它可能是是由竞争争对手在在管理，或或是缺乏乏足够的的安全机机制，因因此，可可能要回回避它。通通过采用用路由协协议和自自治系统统编号，路路由器就就可以确确定彼此此间的路路径和路路由信息息的交换换方法。（3）自自治系统统的编号号范围是是1到655535，其其中1到645511是是注册的的因特网网编号，64512到65535是私有网络编号。2.4BBGP两两种邻居居IBBGP和和EB

15、GGP图6（1） 如果两个个交换BBGP报报文的对对等体属属于同一一个自治治系统，那那么这两两个对等等体就是是IBGGP对等等体（IInteernaal BBGP），如RTBB-RTTD。（2） 如果两个个交换BBGP报报文的对对等体属属于不同同的自治治系统，那那么这两两个对等等体就是是EBGGP对等等体（Extternnal BGPP），如如RTAA-RTTB。（3） 虽然BGGP是运运行于自自治系统统之间的的路由协协议，但但是一个个AS的不不同边界界路由器器之间也也要建立立BGPP连接，只只有这样样才能实实现路由由信息在在全网的的传递，如如RTBB和RTDD，为了了建立AAS1000和AS

16、3300之之间的通通信，我我们要在在它们之之间建立立IBGGP连接接。（4） IBGPP对等体体之间不不一定是是物理上上直连的的，只要要TCPP连接能能够建立立即可。为为了IBBGP对对等体路路由通告告的可靠靠性，我我们一般般采用llooppbacck接口口建立IIBGPP邻居关关系，同同时必须须指定路路由更新新报文的的源接口口。（5） 路由器一一般默认认要求EEBGPP对等体体之间是是有物理理上的直直连链路路，同时时一般也也提供改改变这个个缺省设设置的配配置命令令。允许许同非直直连相连连网络上上的邻居居建立EEBGPP连接，这这时需要要修改EEBGPP的最大大跳数。2.5BBGP路路由属性性

17、如何过滤滤某些BBGP路路由？如如何影响响BGPP的选路路？等这这些问题题可以通通过使用用BGPP丰富的的路由属属性，就就可以得得到解决决。BGGP路由由属性是是一套参参数，它它对特定定的路由由进行更更详细的的描述。2.5.1BGGP路由由属性的的分类（1）从从路由属属性传递递时的可可选性来来划分：1) 必遵属性性：在路路由更新新数据报报文中必必须携带带的路由由属性，如如果缺少少必遵属属性，路路由信息息就会出出错。2) 可选属性性：可以以选择携携带的属属性。（2）从从路由属属性传递递时的范范围来划划分：1) 过渡属性性：具有有AS间可可传递性性的属性性就是过过渡属性性，过渡渡属性的的域值可可以

18、被传传递到其其他ASS中去并并继续起起作用。2) 非过渡属属性：只只在本AAS内部部传播，出出了自治治系统，该该属性不不再传递递。以下列出出几种常常用属性性的情况况：表2属性名必遵/可可选过渡/非非过渡Origgin必遵过渡AS-PPathh必遵过渡Nextt-hoop必遵过渡MED可选非过渡Locaal-ppreffereencee可选非过渡Commmuniity可选过渡2.5.2常见见的路由由属性表3序号名称序号名称1Origgin9Clussterr-Liist2AS-PPathh10Desttinaatioon PPreff (MMCI)3Nextt hoop11Adveertiise

19、rr (BBaynnet)4Locaal-PPreffereencee12Rcidd-Paath (Baayneet)5Atommic-Agggreggatee13MP_RReacch_NNLR6Aggrregaatorr14MP_UUnreeachh_NLLRI7Commmuniity15Exteendeed_CCommmuniitiees8Origginaatorr-IDD16MED（1） Origgin：起点属属性定义路路由信息息的来源源，标记记一条路路由是怎怎样成为为BGPP路由的的。起点点属性是是一个必必遵过渡渡属性，它它指示BBGP路路由的起起源。图71) 路由是由由“neetwo

20、ork”命令注入的，则Origin属性是IGP。2) 路由是由由“reedisstriibutte”命命令注入入的，则则Oriiginn属性是是Inccompplette（不不完全）。3) 由于IGGP比Inccompplette 人人为操纵纵的程度度高，其其优先级级高。（2）AAs-PPathhASS路径属属性，是是路由经经过的AAS的序序列，即即列出此此路由在在传递过过程中经经过了哪哪些ASS，它可以以防止路路由循环环，并用用于路由由的过滤滤和选择择。图8图9（3）NNextt hoop下一跳跳属性，包含到达更新消息所列网络的下一跳边界路由器的IP地址。图10（4）MMED属属性当某个个A

21、S有多多个入口口时，可可以用MMED属属性来帮帮助其外外部的AAS选择择一个较较好的入入口路径径。一条条路由的的MEDD值越小小，其优优先级越越高，与与Cosst值类类似。图111) 除非配置置了“aa-wayys-ccompparee-meed”,其他时时候永远远只比较较来自同同一ASS的路径径。2) 不跨越AAS传播播3) 通过配置置rouuterr-maap来设设定（5）LLocaal-PPreffereencee本地地优先级级属性，用于在AS内优选到达某一目的地的路由，反映了BGP发言人对每条BGP路由的偏好程度，属性值越大越优。图12（6）CCommmuniity团体体属性，团体属性

22、标识了一组具有相同特征的路由信息，与它所在的IP子网或自治系统无关。2.5.3BGGP路由由传递图13（1） 一般情况况下一条条路由是是从自治治系统内内部产生生的，它它由某种种内部路路由协议议发现和和计算，传传递到自自治系统统的边界界，由自自治系统统边界路路由器（ASBR）通过EBGP连接传播到其它自治系统中。路由在传播过程中可能会经过若干个自治系统，这些自治系统称为过渡自治系统。如：AS5。若这个自治系统有多个边界路由器，这些路由器之间运行IBGP来交换路由信息。这时内部的路由器并不需要知道这些外部路由，它们只需要在边界路由器之间维护IP连通性。如：AS2、AS3、AS4。还有一种自治系统称

23、为Stub AS，如：AS1、AS6、AS7。其内部只有一个ASBR通过EBGP连接外部，同外部其他AS的通信要靠过渡自治系统来转发数据。（2） 对一个具具体的AASBRR来说，其其路由的的来源有有两种：从对等等体接收收的或者者从IGGP引入入的。对对于接收收的路由由，根据据其属性性（如AAS路径径、团体体属性等等）进行行过滤，并并设置某某些属性性（如本本地优先先级、MMED值值等），之之后若需需要的话话，将具具体的路路由聚合合为超网网路由。BGP可能从多个对等体收到目的地相同的路由，根据规则选择最好的路由并加入IP路由表。对于IGP路由，则要经过引入策略的过滤和设置。BGP发送优选的BGP路

24、由和引入的有效的IGP路由给对等体。2.5.4BGGP如何何根据属属性完成成决策（1）首首先丢弃弃下一跳跳（neext hopp）不可可达的路路由；（2）优优选最大大衡重（weight）的路由；（3）优优选最高高本地优优先级（localpreference）的路径；（4）优优选本路路由器始始发的路路由；（5）优优选经过过AS（ASPatth）最最少的路路由；（6）优优选起点点类型（origin）最低的路由；（7）优优选MEED值最最低的路路由；（8）优优选从EEBGPP学来的的路由；（9）优优选ASS内部最最短的路路径可以以到达的的路由；（10）优选BGGP IID最低低的路由由器发布布的路由

25、由。2.6BBGP过过滤功能能(1)可可按照路路由的IIP地址址过滤；(2)可可按照路路由经过过的ASSPaath过过滤；(3)可可按照路路由的属属性过滤滤；(4)可可按照路路由到来来的接口口过滤；(5)可可按照过过滤的结结果设置置路由的的属性；BGP过过滤过程程如下图图所示：图143BGPP的应用用3.1BBGP的的使用原原则（1）多多条路径径时，BBGP Sppeakker 选择最最优的路路径给自自己使用用。（2）BBGP Speeakeer 只只把自己己使用的的路由通通告给相相邻体。（3）BBGP Speeakeer把从从EBGGP获得得的路由由向所有有相邻体体通告（包包括EBBGP、I

26、BGGP）。（4）BBGP Speeakeer从IBGGP获得得的路由由不向它它的IBBGP相相邻体通通告。（5）BBGP Speeakeer从IBGGP获得得的路由由是否向向它的EEBGPP相邻体体通告（6）要要视IGGB与BGPP的同步步情况而而定。3.2BBGP协协议中消消息的应应用（1）通通过TCCP建立立BGPP连接时时，发送送opeen消息息（2）连连接建立立后，如如果有路路由需要要发送或或路由变变化时，发发送Uppdatte消息息通告对对端路由由信息（3）稳稳定后此此时要定定时发送送Keeep-aalivve消息息以保持持BGPP连接的的有效性性（4）当当本地BBGP在在运行中中

27、发现错错误时，要要发送nnotiificcatiion消消息通告告BGPP对端（5）BBGP使使用TCCP建立立连接，本本地监听听端口为为1799。和TCCP建立立相同，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消息中携带。（6）BBGP连连接建立立后，如如果有路路由需要要发送则则发送UUpdaate消消息通告告对端。Update消息发布路由时，还要携带此路由的路由属性，用以帮助对端BGP协议选择最优路由。（7）在在本地BBGP

28、路路由变化化时，要要通过UUpdaate消消息来通通知对端端BGPP对等体体。（8）经经过一段段时间的的路由信信息交换换后，本本地BGGP和对对端BGGP都无无新路由由通告，趋趋于稳定定状态。此此时要定定时发送送Keeep-aalivve消息息以保持持BGPP连接的的有效性性。对于于本地BBGP，如如果在保保持时间间内，未未收到任任何对端端发来的的BGPP消息，就就认为此此BGPP连接已已经中断断，将断断开此BBGP连连接，并并删除所所有从该该对等体体学来的的BGPP路由。（9）当当本地BBGP在在运行中中发现错错误时，要要发送nnotiificcatiion消消息通告告BGPP对等体体。如对

29、对端BGGP版本本本地不不支持、本本地BGGP收到到了结构构非法的的Upddatee消息等等。本地地BGPP退出BGGP连接接时也要要发送nnotiificcatiion消消息。3.3BBGP的的同步图15当不考虑虑同步的的情况下下，RTTD将RTBB获得的的路由通通告给RRTE，RTEE将指向向AS1100的的路由的的下一跳跳指向RRTD，而而RTDD则将此此路由指指向RTTC，但但RTDD获得的的AS1100的的路由是是RTBB给的，RRTC并并不知道道。3.4成成为BGGP路由由的途径径BGP 的主要要工作是是在自治治系统之之间传递递路由信信息，而而不是去去发现和和计算路路由信息息。所以

30、以，BGGP 的的路由信信息需要要通过配配置命令令的方式式注入到到BGPP中。按照注入入的方式式可分为为三类：纯动态态注入、半半动态注注入、静静态注入入。（1）成成为BGGP路由由的途径径之一：纯动态态注入图16纯动态注注入是指指：路由由器将通通过IGGP路由由协议动动态获得得的路由由信息直直接注入入到BGGP中去去。它可可以把路路由器获获得的所所有IGGP 路路由信息息都引入入到BGGP系统统中。这这种方式式配置简简单，一一次性引引入所有有的路由由信息。相关命令令：immporrt-rroutte pprottocool prroceess-id meed mmed | rroutte-pp

31、oliicy rouute-pollicyy-naame 1) Prottocool指定可可引入的的外部路路由协议议，例如如：issis、osppf、ripp等2) proccesss-idd当引引入路由由协议为为isiis、osppf或ripp时，根根据需要要指定进进程号。3) med指定定引入路路由的MMED度度量值。4) routte-ppoliicy-namme从其他他路由协协议引入入路由时时，可以以使用该该参数指指定的路路由策略略过滤路路由。（2）成成为BGGP路由由的途径径之二：半动态态注入图17半动态注注入是指指：路由由器有选选择性的的将IGGP发现现的动态态路由信信息注入入到B

32、GGP系统统中去。它它和纯动动态注入入的区别别在于：半动态态注入一一开始就就有选择择的注入入路由信信息；而而纯动态态是把所所有的IIGP路路由信息息都注入入，然后后再过滤滤（可选选）。相关命令令：netwworkk ippv4-adddresss maask | mmaskk-leengtth rouute-pollicyy rooutee-pooliccy-nnamee 1) ipv44-adddreessBGGP发布布的IPPv4网网络地址址，点分分十进制制形式。此此网络或或主机地地址应该该是由IIGP动动态路由由协议发发现的。2) maskk/maask-lenngthhIPP地址掩掩码

33、或掩掩码长度度。如果果没有指指定掩码码，则按按有类地地址处理理。3) routte-ppoliicy-namme发布路路由应用用的路由由策略。（3）成成为BGGP路由由的途径径之三：静态注注入图18静态注入入与半动动态注入入很类似似，不同同的是半半动态注注入的路路由是由由IGPP动态路路由协议议发现的的路由。而而静态注注入的路路由是手手工配置置的静态态路由。BGP提提供了机机制告诉诉对端先先前的路路由通告告不再能能使用。有有三种方方式供BBGP发发言者指指示撤销销某条路路由的服服务：（1）对对于先前前通告的的路由，在在Upddatee消息的的witthdrraw rouutess字段内内通告了

34、了到目的的地IPP前缀，这这样相应应的路由由被标志志为不再再使用；（2）通通告有相相同网络络层可达达信息的的替代路路由；（3）关关闭BGGP邻居居之间的的连接，这这意味着着从服务务里撤销销这一对对BGPP对等体体互相通通告的所所有的路路由。一个UPPDATTE消息息一次只只能通告告一条路路由，但但它可以以携带多多个路由由属性。一个UPPDATTE消息息一次也也可通告告多条路路由，但但它的路路由属性性必须相相同。一个UPPDATTE消息息可以同同时携带带多个被被撤消的的路由。参考文献献1王王喆、罗罗进文.现代通通信交换换技术.北京：人民邮邮电出版版社，220088年6月2 （美）RRanddyZ

35、hhangg，MiccahBBartte著；黄博，葛葛建立译译.BGGP设计计与实现现.北京：人民邮邮电出版版社，220088年3苏苏明发.浅谈BGGP协议议.网管员员世界.20008（8）4 徐劲涛涛，余波波. 浅议高高级BGGP路由由协议. 江西西通信科科技.220099(3)5 孙轲. 关于BGGP同步步对路由由选择的的影响. 电脑脑知识与与技术.20110(119)6 刘亚萍萍，龚正正虎，卢卢泽新. BGGP路径径选择问问题的研研究. 20005中国国计算机机大会附录缩略略语ASAutoonommouss Syysteem自治系统统ASBRRAutoonommouss Syysteem

36、 BBordder Rouuterr自治系统统边界路路由器BGPBordder Gattewaay PProttocool边界路由由协议CIDRRClasssleess Intter-Dommainn Rooutiing无类型域域间选路路EGPExteerioor GGateewayy Prrotoocoll外部网关关协议IGPInteerioor GGateewayy Prrotoocolls内部网关关协议LSDBBInteerioor GGateewayy Prrotoocolls内部网关关协议LSDBBLinkk Sttatee Daata-Basse连接状态态数据库库NLRIINetwworkk Laayerr Reeachh-abbiliity Infformmatiion网络可达达性信息息OSPFFOpenn Shhorttestt Paath Firrst开放式最最短路径径优先RIPRouttingg Innforrmattionn Prrotoocoll路由信息息协议TCPTrannsmiissiion Conntrool PProttocool传输控制制协议24