BGP負(fù)載均衡技術(shù)在骨干網(wǎng)的應(yīng)用

馮振

摘 要 在骨干網(wǎng)層面互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)主要由路由器來實現(xiàn)，路由器的主要作用就是路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)，從而實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳遞。本文分析了網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP與EGP的區(qū)別，BGP路由協(xié)議的應(yīng)用，以及基于BGP路由的負(fù)載均衡原理，并從實際應(yīng)用中給出了應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】BGP；骨干網(wǎng)；路由選路

當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)，在骨干網(wǎng)層面，主要由路由器來完成數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)，而路由器的主要作用就是路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)，從而實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳遞。路由器之所以能夠進(jìn)行路由選擇，是因為運行了路由協(xié)議，而路由協(xié)議分為靜態(tài)路由協(xié)議和動態(tài)路由協(xié)議。

1 IGP與EGP的區(qū)別

大的ISP的網(wǎng)絡(luò)可能含有上千臺路由器，而小的網(wǎng)絡(luò)通常具有十幾臺路由器，每個ISP管理自己的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，一般稱為一個管理域或者自治域。不同的自治域之間通過EGP協(xié)議來交換路由信息，同一個自治域內(nèi)部通過IGP來交換路由信息，即IGP 負(fù)責(zé)一個路由域內(nèi)路由的路由協(xié)議，稱為域內(nèi)路由協(xié)議（Interior Gateway Protocol，IGP），它的作用是確保在一個域內(nèi)每個路由器均遵循相同的方式表示路由信息，并且遵循相同的發(fā)布和處理信息的規(guī)則。域內(nèi)路由協(xié)議有：RIP、OSPF、IGRP等。EGP負(fù)責(zé)在自治系統(tǒng)之間或域間完成路由和可到達(dá)信息的交互，稱為域間路由協(xié)議（Exterior Gateway Protocol，EGP）。域間路由協(xié)議主要就是BGP。

2 BGP路由的應(yīng)用

BGP協(xié)議特別是BGP-4，由于能處理聚合（采用CIDR無類域間路由技術(shù)）和超網(wǎng)（supernet）的功能，為互聯(lián)網(wǎng)提供可控制的無循環(huán)拓?fù)洌诨ヂ?lián)網(wǎng)上被大量使用。BGP協(xié)議分為EBGP和IBGP，EBGP —— （External Border Gateway Protocol） 外部邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于在不同的自治系統(tǒng)間交換路由信息。 IBGP——內(nèi)部BGP協(xié)議（IBGP）的主要作用是向你的內(nèi)部路由器提供更多信息，用于同一個自治域內(nèi)部。IBGP路由器特性之一是不會A路由器不會把從B路由器學(xué)到的路由信息傳遞給C路由器，所以，每一臺路由器為了學(xué)習(xí)到全部的路由表，必須以全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相連，以防止路由環(huán)，而使用路由反射器可以解決這一問題。

3 基于BGP路由的負(fù)載均衡

BGP因為其開放和強大的路由收斂和聚合能力成為骨干網(wǎng)上最重要的路由協(xié)議，但是，因為其選路規(guī)則，也會來帶來一些負(fù)載均衡的問題，本文主要說明BGP的選路規(guī)則和其所面臨的負(fù)載均衡問題，以及通過虛擬下一跳技術(shù)解決此問題的可行性。

3.1 路由選路規(guī)則

BGP的選路主要有5條規(guī)則，按順序依次為：

（1）weight先比較管理權(quán)重（越大越優(yōu)先），這個參數(shù)本地有效。雖然Weight屬性是Cisco私有的，但是很多廠商也是內(nèi)置該屬性（但無法顯示及修改），這樣就保證了本地始發(fā)的路由是最優(yōu)先的，因為本地始發(fā)路由的Weight為32768，從其他BGP Peer學(xué)習(xí)過來的路由的Weight為0.

（2）local-pref本地首選項（越大越優(yōu)先），這個參數(shù)在本AS內(nèi)傳遞。Local Preference屬性只能在IBGP Peer之間傳遞，如果在EBGP Peer之間收到的路由的路徑屬性中攜帶了Local Preference，則會觸發(fā)Notifacation報文，造成會話中斷。

（3）路由器本地始發(fā)的路徑優(yōu)先。本地始發(fā)的路徑特點是next-hop為0.0.0.0，weight為32768?？梢允褂貌煌姆绞奖热鏽etwork或redistribute等，那么這些方式之間是存在優(yōu)先順序的原則：network>redistribute>aggregate，但該原則是不會作為BGP路由選路策略的。

（4）具有最短AS-path路徑（就是AS-PATH中AS最少的優(yōu)先）的路由優(yōu)先。但是可以配置bgp bestpath as-path ignore來忽略這一步。注意：在做聚合路由時，使用as-set后產(chǎn)生的AS-Path列表中的{}里的AS號長度只算一個AS號的長度；而在聯(lián)盟內(nèi)的AS-Path列表中的（）的AS號長度不做計算依據(jù)！不同方向的route-map對于插入的AS號的位置是不同的。

（5）比較origin屬性，具有最低origin源碼。三種不同的Origin屬性的優(yōu)先順序：IGP>EGP>incomplete，Origin屬性會一直在BGP路由中攜帶。很少使用設(shè)置Origin屬性作為BGP路由選路策略。

3.2 技術(shù)原理

利用地址宣告屬性實現(xiàn)的負(fù)載均衡只是一種相對的均衡，沒有辦法實現(xiàn)對某一個獨立的IP地址做到完全的負(fù)載均衡，這種方案也沒有辦法完全利用所有的互聯(lián)電路資源，特別是會影響城域網(wǎng)內(nèi)部的流量。

那么，既然不能實現(xiàn)完全的負(fù)載均衡，是因為兩臺CR的IP地址不同，那么能不能將兩臺物理設(shè)備隱藏為一臺邏輯設(shè)備，是骨干網(wǎng)認(rèn)為該城域網(wǎng)在邏輯上只有一臺路由與之互聯(lián)呢。使用虛擬下一跳技術(shù)，完全可以將城域網(wǎng)核心由兩臺物理設(shè)備，邏輯上隱藏成一臺設(shè)備。

3.3 實現(xiàn)效果

某城域網(wǎng)于2010年起嘗試通過CIDR 地址塊均分劈半引導(dǎo)的方式，均衡集團(tuán)回省內(nèi)的流量，取得了一定得效果，部分省內(nèi)客戶業(yè)務(wù)流量從集團(tuán)AR2-省內(nèi)CR2-省內(nèi)AR2-SR/BRAS，但由于各個地市地址使用分配上與省內(nèi)向集團(tuán)通告的CIDR 地址段并不一致，還有就是專線、IDC、XDSL 各類客戶流量模型上存在著差異等，導(dǎo)致省內(nèi)CR1 到AR1 與省內(nèi)CR2 到AR2 鏈路之間的流量比例只有6：4這樣的使用比例，而城域網(wǎng)內(nèi)的SR 及BRAS雙上行鏈路流量比例只有7：3，分公司擴(kuò)容BRAS上行板卡時只選擇占70%比例的一側(cè)。雖然有所改善，但資源的利用率同樣得不到很好的使用。

后來對城域網(wǎng)又進(jìn)行了一次改造，使用了虛擬下一跳技術(shù)，將地市匯聚設(shè)備由兩臺物理設(shè)備，邏輯上隱藏成一臺設(shè)備，其本質(zhì)是將匯聚層設(shè)備的功能由BGP省內(nèi)地址通告、BGP集團(tuán)通告及流量引導(dǎo)，BGP省內(nèi)流量引導(dǎo)，修正成BGP省內(nèi)地址通告、BGP集團(tuán)策略（med 屬性）通告及流量引導(dǎo)，IGP省內(nèi)流量引導(dǎo)，利用IGP 替代BGP無法很好實現(xiàn)的流量負(fù)載均衡。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 安徽省亳州市 236800