Протоколы маршрутизации

BGP

Библиографическая справка

Протоколы внешних роутеров предназначены для маршрутизации между доменами маршрутизации. В терминологии Internet (международной сети, объединяющей университеты, правительственные учреждения, научно-исследовательские организации и частные коммерческие концерны) доменом маршрутизации называется автономная система (AS). Первым протоколом внешних роутеров, получившим широкое признание в Internet, был протокол EGP (Смотри пункт "ЕGP"). Хотя технология EGP пригодна для сетей, он имеет ряд недостатков, в том числе тот факт, что это скорее протокол досягаемости, а не маршрутизации.

Протокол Граничных роутеров ( Border Gateway Protocol - BGP ) является попыткой решить самую серьезную проблему EGP. BGP является протоколом маршрутизации между AS, созданным для применения в Internet. В отличие от EGP, BGP предназначен для обнаружения маршрутных петель. BGP можно назвать следующим поколением EGP. И действительно, BGP и другие протоколы маршрутизации между AS постепенно вытесняют EGP из Internet. Версия 3 BGP определена в Запросах для Комментария (RFC) 1163.

Основы технологии

Хотя BGP разработан как протокол маршрутизации между AS, он может использоваться для маршрутизации как в пределах, так и между AS. Два соседа BGP, сообщающихся из различных AS, должны находиться в одной и той же физической сети. Роутеры BGP, находящиеся в пределах одной и той же AS, сообщаются друг с другом, чтобы обеспечить согласующееся представление о данной AS и определить, какой из роутеров BGP данной AS будет служить в качестве точки соединения при передаче сообщений в определенные внешние AS и при их приеме.

Некоторые AS являются просто каналами для прохождения через них сетевого трафика. Другими словами, некоторые AS переносят трафик, источник которого не находится в их пределах и который не предназначен для них. BGP должен взаимодействовать с любыми протоколами маршрутизации внутри AS, которые существуют в пределах этих проходных AS.

Сообщения о корректировках BGP состоят из пар "сетевой номер/тракт AS". Тракт AS содержит последовательность из AS, через которые может быть достигнута указанная сеть. Эти сообщения о корректировке отправляются с помощью механизма транспортировки TCP для обеспечения надежной доставки.

Обмен исходной информацией между двумя роутерами является содержанием всей маршрутной таблицы BGP. С изменением маршрутной таблицы отправляются инкрементные корректировки. В отличие от некоторых других протоколов маршрутизации BGP не требует периодического обновления всей маршрутной таблицы. Вместо этого роутеры BGP хранят новейшую версию маршрутной таблицы каждого равноправного члена. Хотя BGP поддерживает маршрутную таблицу всех возможных трактов к какой-нибудь конкретной сети, в своих сообщениях о корректировке он объявляет только об основных (оптимальных) маршрутах.

Показатель BGP представляет собой произвольное число единиц, характеризующее степень предпочтения какого-нибудь конкретного маршрута. Эти показатели обычно устанавливаются администратором сети с помощью конфигурационных файлов. Степень предпочтения может базироваться на любом числе критериев, включая число AS (тракты с меньшим числом AS как правило лучше), тип канала (стабильность, быстродействие и надежность канала) и другие факторы.

Формат пакета

Формат пакета представлен на Рис. 5.10.

Рис. 5.10. BGP Packet Format

Пакеты BGP имеют общий 19-байтовый заголовок, состоящий их трех полей.

Поле маркера ( marker ) имеет длину 16 байтов и содержит величину, которую получатель сообщения может предсказывать. Это поле используется для установки подлинности.

Поле длины ( length ) содержит полную длину сообщения в байтах.

Поле типа ( type ) определяет тип сообщения.

Сообщения

RFC 1163 определяет 4 типа сообщений:

• Открывающие сообщения
• Сообщения о корректировке
• Уведомления
• Сообщения keepalive (продолжай действовать)

После того, как соединение протокола транспортного уровня организовано, первым сообщением, отправляемым каждой стороной, является открывающее сообщение. Если открывающее сообщение приемлемо для получателя, то отправителю отсылается сообщение keepalive, подтверждающее получение открывающего сообщения. После успешного подтверждения принятия открывающего сообщения может быть произведен обмен корректировками, сообщениями keepalive и уведомлениями.

Открывающие сообщения

В дополнение к обычному заголовку пакета BGP в открывающих сообщениях выделяют несколько полей. Поле версии ( version ) обеспечивает номер версии BGP и дает возможность получателю проверять, совпадает ли его версия с версией отправителя. Поле автономной системы ( autonomous system ) обеспечивает номер AS отправителя. Поле времени удерживания ( hold time ) указывает максимальное число секунд, которые могут пройти без получения какого-либо сообщения от передающего устройства, прежде чем считать его отказавшим. Поле кода удостоверения ( authentication code ) указывает на используемый код удостоверения (если он имеется). Поле данных удостоверения ( autentication data ) содержит фактические данные удостоверения (при их наличии).

Сообщения о корректировке

Сообщения о корректировках BGP обеспечивают корректировки маршрутизации для других систем BGP. Информация этих сообщений используется для построения графика, описывающего взаимоотношения между различными AS. В дополнение к обычному заголовку BGP сообщения о корректировках имеют несколько дополнительных полей. Эти поля обеспечивают маршрутную информацию путем перечисления атрибутов трактов, соответствующих каждой сети. В настоящее время BGP определяет 5 атрибутов:

• Origin

  Источник. Может иметь одно из трех значений: IGP, EGP и incomplete (незавершенный). Атрибут IGP означает, что данная сеть является частью данной AS. Атрибут EGP означает, что первоначальные сведения о данной информации получены от протокола EGP. Реализации BGP склонны oтдавать предпочтение маршрутам IGP перед маршрутами EGP, т.к. маршрут EGP отказывает при наличии маршрутных петель. Атрибут incomplete используется для указания того, что о данной сети известно через какие-то другие средства.
• AS path

  Путь AS. Обеспечивает фактический перечень AS на пути к пункту назначения.
• Next hop

  Следующая пересылка. Обеспечивает адрес IP роутера, который должен быть использован в качестве следующей пересылки к сетям, перечисленным в сообщении о корректировке.
• Unreachable

  Недосягаемый. Указывает (при его наличии), что какой-нибудь маршрут больше не является досягаемым.
• Inter-AS metric

  Показатель сообщения между AS. Обеспечивает для какого-нибудь роутера BGP возможность рекламировать свои затраты на маршруты к пунктам назначения, находящимся в пределах его AS. Эта информация может быть использована роутерами, которые являются внешними по отношению к AS рекламодателя, для выбора оптимального маршрута к конкретному пункту назначения, находящемуся в пределах данной AS.

Сообщения keepalive (продолжай действовать)

Сообщения keepalive не содержат каких-либо дополнительных полей помимо тех, которые содержатся в заголовке BGP. Эти сообщения отправляются довольно часто для того, чтобы препятствовать истечению периода времени удерживания таймера.

Уведомления

Уведомления отправляются в том случае, если была обнаружена сбойная ситуация, и один роутер хочет сообщить другому, почему он закрывает соединение между ними. Помимо обычного заголовка BGP уведомления содержат поле кода ошибки ( error code ), поле подкода ошибки ( error subcode ) и данные ошибки ( error data ). Поле кода ошибки указывает тип ошибки, который может быть одним из перечисленных ниже:

• Message header error

  Ошибка в заголовке сообщения. Указывает на проблему в заголовке сообщения, такую, как неприемлемая длина сообщения, неприемлемое значение поля маркера или неприемлемый тип сообщения.
• Open message error

  Ошибка в открывающем сообщении. Указывает на наличие проблемы в открывающем сообщении, такой, как необеспечиваемый номер версии, неприемлемый номер AS или адрес IP и необеспечиваемый код удостоверения.
• Update message error

  Ошибка в сообщении о корректировке. Указывает на наличие проблемы в сообщении о корректировке. Примерами таких проблем могут быть неправильно сформированный перечень атрибутов, ошибка в перечне атрибутов и недействительный атрибут следующей пересылки.
• Hold time expired

  Время удерживания истекло. Указывает на истечение периода времени удерживания, после чего узел BGP будет объявлен недействующим.