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BGP协议分析-报文、状态机

时间:2011-05-19 13:03:44  来源:站内  作者:潘春会

  BGP是一种自治系统间的动态路由发现协议,它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 Protocol)协议,而OSPF和协议。
  
  BGP是在EGP应用的基础上发展起来的。EGP在此以前已经作为自治区域间的路由发现协议,广泛应用于NFSNET等主干网络上。但是,EGP被路由环路问题所困扰。BGP通过在路由信息中增加自治区域(AS)路径的属性,来构造自治区域的拓扑图,从而消除路由环路并实施用户配置的策略。同时,随着INTERNET的飞速发展,路由表的体积也迅速增加,自治区域间路由信息的交换量越来越大,都影响了网络的性能。BGP支持无类型的区域间路由CIDR(Classless Interdomain Routing),可以有效的减少日益增大的路由表。
  
  BGP运行时刻分别与本自治区域外和区域内的BGP伙伴建立连接(使用Socket)。与区域内伙伴的连接称为IBGP(Internal BGP)连接,与自治区域外的BGP伙伴的连接称为EBGP(External BGP)连接。本地的BGP协议对IBGP和EBGP伙伴使用不同的机制处理。
  
  1、BGP协议的层次位置
  
 

  BGP使用Socket服务建立连接,端口号为179。
  
  2、BGP的消息结构
  BGP有4种类型的消息。分别为OPEN,UPDATE,KEEPALIVE和NOTIFY。它们有相同的消息头。
  
  ⑴消息头结构:
  
 

  Marker : (16字节) 鉴权信息
  
  Length : (2字节) 消息的长度
  
  Type : (1字节) 消息的类型
  
  0 :OPEN
  
  1 :UPDATE
  
  2 :NOTIFICATION
  
  3 :KEEPALIVE
  
  ⑵OPEN消息结构:
  
  消息头加如下结构 :
  
 

  Version :(1字节) 发端BGP版本号
  
  My Autonomous System :(2字节无符号整数) 本地AS号
  
  Hold Time :(2字节无符号整数) 发端建议的保持时间
  
  BGP Identifier :(4字节) 发端的路由器标识符
  
  OptParmLen :(1字节) 可选的参数的长度
  
  Optional Parameters :(变长) 可选的参数
  
  ⑶KEEPALIVE消息结构
  
  KEEPALIVE消息只有一个消息头。
  
  ⑷NOTIFY消息结构
  
  消息头加如下结构:
  
 

  
 

  Errsubcode :(1字节) 辅助错误代码,略。
  
  Data :(变长) 依赖于不同的错误代码和辅助错误代码。用于诊断错误原因。
  
  ⑸UPDATE消息结构
  
  消息头加如下结构:
  
 

  Unfeasible Routes Len :(2字节无符号整数) 不可达路由长度
  
  Withdrawn Routes :(变长) 退出路由
  
  Path Attribute Len :(2字节无符号整数) 路径属性长
  
  Path Attributes :(变长) 路径属性(以下详细说明)
  
  Network Layer Reachability Information :(变长) 网络可达信息(信宿)
  
  其中退出路由和信宿地址的表示方法为一 的二元组。length一个字节,指示地址前缀的长度。prefix为地址前缀,长度1至4字节。
  
  3、BGP路径的属性
  每个路径属性由1字节的属性标志位,1字节的属性类型,1或2字节路由属性长度和路径属性数据组成。
  
  属性标志位:
  
 

  位0:0 表示此属性必选,1 表示此属性可选。
  
  位1:0 表示此属性为非过渡属性,1表示此属性为过渡属性。
  
  位2:0 表示所有属性均为路由起始处生成,1 表示中间AS加入了新属性。
  
  位3:0 表示路由属性长度由1字节指示,1表示由2字节指示。
  
  位4至位7:未用置0
  
  位0和位1标识了BGP的4类路由属性:
  
  -(01) 公认必选:BGP的UPDATE报文中必须存在的属性。它必须能被所有的BGP工具识别。公认必选属性的丢失意味着UPDATE报文的差错。这是为了保证所有的BGP工具统一于一套标准属性。
  
  -(01) 公认自决:能被所有BGP识别的属性,但在UPDATE报文中可发可不发。
  
  -(11) 可选过渡:如果BGP工具不能识别可选属性,它就去找过渡属性位。如果此属性是过渡的,BGP工具就接受此属性,并把它向前传递给其它BGP路由器。
  
  -(10) 可选非过渡:当可选属性未被识别,且过渡属性也未被置位时,此属性被忽略,不传递给其它BGP路由器。
  
  路由属性类型:
  
  ⑴ORIGIN (Type Code = 1,公认必选属性)
  
  指示此路由起始类型:
  
 

  ⑵AS_PATH (Type Code = 2,公认必选属性)
  
  AS路径属性由一系列AS路径段(Segment)组成。每个AS路径段为一三元组<路径段类型,路径段长度,路径值>。
  
  路径类型有:
  
 

  路径段长度用1字节表示AS号的数量,即最长为255个AS号。
  
  路径值为若干AS号,每个AS号为2字节。
  
  ⑶NEXT_HOP (Type Code = 3,公认必选属性)
  
  此属性为UPDATE消息中的信宿地址所使用的下一跳。
  
  ⑷MULTI_EXIT_DISC (Type Code = 4,公认自决属性)
  
  简称MED属性。为一4字节无符合整数。它在AS区域间传播,用来帮助一个其它AS区域的BGP伙伴选择进入本AS区域的人口。

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