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IP骨干网中BGP路由协议扩展性介绍 刷钻 / BGP是目前应用在因特网上的IP网络互联协议，为运 营商之间的互联提供了稳定而安全的路由协议，具有丰富的 路由控制机制。 为了更好地控制路由策略，当前大部分的运营商均将 BGP部署到骨干路由器。随着网络的不断扩展、路由器数目 的增多以及路由信息条目的激增，解决BGP的扩展性问题变 得越来越重要。目前BGP的扩展性面临如下几个问题。 （1）I-BGP的Full-Mesh问题 BGP路由协议分为I-BGP和E-BGP两个部分。I-BGP用 于自治域内的路由器之间，E-BGP用于自治域间的路由器之 间。为了防止产生环回路由，BGP协议要求一个路由器通过 I-BGP学到的路由，不再向其他I-BGP邻居广播，所以一个 自治域内所有参加I-BGP协议的路由器都要与其他路由器建 立会话，从而保证路由信息能够正确地广播到每一个路由 器。依照这个原则，一个自治域内总的I-BGP会话数为N× （N－1）/2（N为运行I-BGP的路由器数），当N不断增大时， 这个数字会大得惊人：如100台路由器，则会话数为4950. 这对网络设备而言是个非常大的负担，而且还将使网络的管 理与配置变得异常复杂。而骨干网通常由大量的运行I-BGP 的路由器组成，因此，这个问题是否能够解决，直接影响到 网络规模的大小。 （2）更改路由策略时路由振荡的问题 BGP属于增量更新的路由协议，当有新的路由要发布时， 路由器会向邻居发送Update信息，而如果要删除某条路由 时，就会发送Withdraw信息。BGP路由的Flap的定义是： 当一条路由在被收回（Withdraw）后，又被广播（Update） 出来，视为一次Flap.由于任何一条路由的收回和更新都会 导致一台路由器整个路由表重新计算，因此当Flap的情况 比较多时，对路由器设备的负载将产生巨大的压力。根据笔 者在实际工作中的经验，一般情况下，一台高端路由器在计 算BGP路由的时候，CPU的负载基本上在80%～90%左右，有 时甚至达到100％，占用了几乎所有的CPU资源。虽然目前 大部分的高端路由器都将路由计算的模块与转发模块分布 在不同的硬件上，来减少主CPU忙导致的路由器性能下降的 问题，但是路由表的频繁变化和更新，对整个设备的运行还 是有一定的影响的，而且这样的计算会随着路由的收回或广 播，继续向自治域内部扩展，使内部的路由器产生同样的问 题。 （3）其他需要考虑的问题 除了上面的两个问题会导致对路由器资源过量消耗之 外，还有其他的一些因素，如路由的数目、BGP路由表的大 小和路由计算的方式等，同样也会影响路由器的性能。 另外，网络越大，路由条目越多，配置和管理的工作也 就越复杂，这就需要在网络设计的时候尽量简化配置，降低 管理人员的工作强度，避免人为原因造成故障。 2 如何解决制约BGP扩展性的问题 针对以上问题，介绍一些相关的解决方法。 （1）解决I-BGP会话数瓶颈的方法 上面提到的I-BGP的会话数过多的问题，可以采取两种 办法来解决： 1）联盟的方法（Confederations） 联盟的工作原理是：将原来一个自治域的网络分成多个 子自治域，通过Confederationsid将原AS号配置到每个路 由器上。这样有两个好处：一是可以保留原有的I-BGP属性， 包括LocalPreference、MED和NEXT_HOP；二是能在 Confederations的功能中自动实现，无需管理员在网络的出 口处配置过滤内部AS号信息的操作。 2）路由反射器（Route-Reflector） 采用路由反射器是目前应用最广泛的方法，较之前面联 盟的方法，具有更好的扩展性。路由反射器的工作原理是： 将一个自治域内的路由器分成几个Cluster，每个Cluster 由Reflector和Client组成。Reflector之间形成FullMesh， 运行常规的I-BGP；Client只与Reflector运行I-BGP，对 于Client来说，Reflector只是普通的邻居而已，Reflector 则扮演了路由集散地的角色，将从其他Reflector学到的 I-BGP路由转发给Client，同时，将从Client学到的I-BGP 路由转发给Cluster内的