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BGP在Ipv6过渡阶段的应用
BGP在Ipv6过渡阶段的应用 邓冬平 摘要
Ipv6是下一代互联网的核心协议,从Ipv4网络迁移到Ipv6网络需要一个长时间的过渡阶段。BGP是目前Ipv4网络域间路由采用的主要路由协议,BGP具有良好的扩展能力,能够支持Ipv6过渡阶段的不同应用需求。 本文分析了Ipv6过渡阶段中BGP协议的多种应用环境。
BGP及其扩展
边界网关协议(BGP)是目前IP网络中应用广泛,并且也是唯一的域间路由协议,目前协议版本号是4(即BGP4)。BGP4最早由RFC1771描述(1995年),在2006年则发布了BGP的最新描述RFC4271。在此期间的十几年内,随着BGP的广泛应用,各种各样的扩展功能被加入到BGP中。对BGP的扩展分为两个大的方面:一个方面是对性能的增强(比如反射器,自治系统联盟,路由过滤,平稳重启,聚合),另一个方面是对功能的增强(多协议支持)。
在功能方面,RFC2858为BGP引入了多协议扩展(MBGP),从而大大扩展了BGP的使用范围。现在,BGP已经不局限于Ipv4路由的交换,它能够支持BGP/MPLS VPN,Kompella MPLS L2VPN,组播拓扑通告,以及Ipv6路由交换。
BGP具有很多独特属性:
使用TCP连接提供可靠的路由信息发布,不需要周期性更新和额外的确认。 采用距离矢量方法,路由计算简单。 路由更新采用增量更新,只更新发生变化的路由,减小了路由更新开销。 强大的路由控制能力(LOCAL_PREF,MED,聚合,团体属性),能够进行动态的策略路由。 具有较好的可伸缩性(路由反射器,自治系统联盟),能够适应不同的网络规模。
BGP的基本工作过程如下:
1 两个BGP实体间建立TCP连接,通过Open消息协商属性,协商成功则建立BGP邻居关系,并周期性发送Keepalive消息保持邻居关系。 2 在BGP邻居建立时一次性交换路由信息。 3 路由发生改变时发送Update消息更新路由。
BGP使用TCP来传输协议消息,而TCP本身属于传输层机制,能够在Ipv4和Ipv6上运行,和底层IP版本无关。BGP的传输机制和MBGP能力结合起来,使得BGP承载的信息与网络层无关,比如,能够通过Ipv4网络传递Ipv6路由,也能够通过Ipv6网络传递Ipv4路由。这一能力决定了BGP在Ipv6过渡阶段将起到重要作用,BGP可以用于单纯Ipv6环境,也可以用于Ipv4和Ipv6混合环境。
Ipv6过渡阶段与BGP
下一代互联网(CNGI)将采用Ipv6作为核心协议以替代目前的Ipv4。然而,互联网络的现状决定了Ipv6替代Ipv4的过程是平稳和漫长的。这个过程的第一步是利用Ipv4网络连接不同的Ipv6孤岛,第二步是大的Ipv6网络连接不同的Ipv4孤岛,最后,网络将完全使用Ipv6。可见,在Ipv6完全替代Ipv4之前,网络设备一个重要功能就是实现Ipv4和Ipv6的互通。当前互通应用主要有三类,即Ipv4和Ipv6网络的通信(NATPT,SIIT等),Ipv6孤岛通过Ipv4网络的通信(各种隧道技术),以及Ipv4通过Ipv6网络的通信(也是各种隧道技术)。在这三类应用中,Ipv4和Ipv6互通只需要一个网关设备,不需要BGP的参与;而隧道技术则至少需要一对隧道端点,可以采用BGP来建立隧道。BGP在纯Ipv6环境下协议操作过程和Ipv4环境下的过程基本一致,因此本文以下仅分析BGP在Ipv4/v6混合环境下的应用。以下的分析包括如何建立BGP会话以及如何使用BGP两个部分。
混合环境下的BGP应用分析
BGP可应用于跨越Ipv4网络的Ipv6互联和跨越Ipv6网络的Ipv4互联,这两种情况的原理基本一致,因此以下仅分析前一种网络环境下的应用。图1显示了这种应用的示意图,图中,R1和R4是纯Ipv6节点,而R2和R3则是双栈节点,R2和R3之间通过隧道技术提供两个Ipv6网络的互联。
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图1:跨越Ipv4网络的Ipv6互通
在这个网络环境中,按照节点类型的不同,我们将BGP的使用分为以下几个情况来分析:
纯Ipv6节点间应用BGP
假定需要在R1和R4间使用BGP,则双方均采用Ipv6地址进行通信。此时,BGP协议消息在Ipv4网络看来就是普通的Ipv6数据,可以由隧道直接传输,BGP本身也不需要检测Ipv4的存在,这种情况实际上等同于纯Ipv6环境中的应用。
纯Ipv6节点于双栈节点间应用BGP
假定需要在R1和R3间使用BGP,R1采用Ipv6传输,而R3同时支持Ipv4和Ipv6,因此具有两种选择。根据网络过渡的基本原则,R3应采用和R1相同的传输技术,即Ipv6。此时,R
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