【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲。明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。BGP是一種不同自治系統(tǒng)的路由器之間進(jìn)行通信的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。本文目的在于驗(yàn)證BGP在大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)互連中的適應(yīng)性。通過(guò)對(duì)BGP協(xié)議原理的闡述和研究來(lái)證實(shí)原理的可行性。通過(guò)Cisco公司的IOU的仿真，發(fā)現(xiàn)通過(guò)BGP的互連，因此使用BGP作為企業(yè)網(wǎng)互連的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是完全可行。尤其是總公司和分公司，分。利用BGP多線(xiàn)接入技術(shù)就能很好解。TCP的滑動(dòng)窗口的機(jī)制來(lái)更新路由表，可以支持一次性的大量路由條目的更新.BGP是增量更新，器狀態(tài)是正常的。BGP是目前Ipv4網(wǎng)絡(luò)域間路由采用的主要路由協(xié)議，BGP具有良好的擴(kuò)展能力，能夠支。目前，BGP的技術(shù)是比較成熟的，應(yīng)用也十分廣泛。國(guó)內(nèi)的大中型公司（

　　

【正文】 使用 IGP 承載。該企業(yè)網(wǎng)需運(yùn)行復(fù)雜的路由策略來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)需求。 IGP 無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的路由策略網(wǎng)絡(luò)。 BGP 是一種不同自治系統(tǒng)的路由器之間進(jìn)行通信的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。 BGP 是 Arpa 所使用的老 EGP 的取代品?，F(xiàn)在使用的是 BGP 版本 4[1]。 課題研究的目的和意義 當(dāng)前我國(guó)大型企業(yè)是總公司統(tǒng)轄全整個(gè)大體，各個(gè)地方的業(yè)務(wù)都由本地的分公司自行處理。而總公司和分公司之間的各種通信的往 來(lái)就是十分重要的問(wèn)題。隨著現(xiàn)在 Inter 的發(fā)展，總公司和分公司利用因特網(wǎng)來(lái)進(jìn)行通信已經(jīng)成為時(shí)代的潮流。隨著公司的業(yè)務(wù)的發(fā)展，其下屬的業(yè)務(wù)點(diǎn)越來(lái)越多，隨之而來(lái)的就是傳輸數(shù)據(jù)的變大，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膹?fù)雜，一旦變更，拓?fù)涫諗克俣葐?wèn)題，網(wǎng)絡(luò)路由條目的增加等等一系列的問(wèn)題，這就對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求越來(lái)越高。尤其是總公司和分公司，分公司和分公司之間的路由交互信息量會(huì)非常巨大，就需要一個(gè)很好的協(xié)議來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。而 BGP 就能很好的解決這個(gè)問(wèn)題。 本設(shè)計(jì)研究的目的是 BGP 在大型網(wǎng)絡(luò)互連中的適應(yīng)性，是否滿(mǎn)足大型企業(yè)網(wǎng)的各種需求， 是否能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)？ 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)功能需求和設(shè)計(jì)需求分析 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)功能需求分析 該企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組建后應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下功能： (1) DHCP 服務(wù)需求，作為企業(yè) IP 地址的統(tǒng)一管理，動(dòng)態(tài)分配 IP 地址給終端，方便終端用戶(hù)的 IP 配置。 2 (2) 安全服務(wù)需求，能夠?qū)崿F(xiàn)二層數(shù)據(jù)的隔離，并且保證相同部門(mén)實(shí)現(xiàn)資源共享和信息交互，拒絕不同部門(mén)之間的資源共享和信息交互。同時(shí)保證企業(yè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳槐恍孤丁? (3) 業(yè)務(wù)分流需求：生產(chǎn)業(yè)務(wù)走右邊鏈路，左邊鏈路做備份。辦公業(yè)務(wù)走左邊鏈路，右邊鏈路作備份。（在主鏈路出故障的情況下走備份鏈路）。 .1 企業(yè)網(wǎng)設(shè)計(jì)要求分析 (1)實(shí)用性 該工程不僅能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)，而且也應(yīng)當(dāng)能夠很容易加入樓宇控制部分，實(shí)現(xiàn)智能化大樓。 (2)可靠性 網(wǎng)絡(luò)核心層是工程的中心樞紐所在，對(duì)該企業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性是相當(dāng)重要的。所以對(duì)設(shè)備和鏈路都采用主備配置。 (3)擴(kuò)展性 本工程系統(tǒng)遵循工程設(shè)計(jì)規(guī)范，采用三層設(shè)計(jì)方法，具備很好的擴(kuò)展能力。 (4)先進(jìn)性 工程核心設(shè)備采用 Cisco 的主流產(chǎn)品，能保證新型業(yè)務(wù)的擴(kuò)展需要。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的先進(jìn)能夠保證網(wǎng)絡(luò)的完美的可伸展性。 本文主要的工作 本文的主要工作就是：分析 BGP 協(xié)議原理對(duì)大型企業(yè)網(wǎng)互連的適應(yīng)性。根據(jù)企業(yè)網(wǎng)的需求進(jìn)行分析，從而拿出一份基于 BGP 的解決方案。通過(guò) 仿真 實(shí)現(xiàn)這個(gè)解決方案，并且驗(yàn)證方案的可行性。 3 2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理和仿真軟件 IOU 一個(gè)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行包括了兩個(gè)部分：其一是硬件設(shè)施，即 所謂的 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如路由器、交換機(jī)等；其二就是管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的規(guī)則，即 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 本文主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是 BGP，同時(shí)還有 OSPF(Open short path first，開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先 )。使用的仿真軟件是 Cisco 公司的 IOU（ Cisco IOS on Unix）。 BGP 協(xié)議的主要特點(diǎn) BGP（ Border Gateway Protocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）是用來(lái)連接 Inter上的獨(dú)立系統(tǒng)的路由選擇協(xié)議。它是 Inter 工程任務(wù)組制定的一個(gè)加強(qiáng)的、完善的、可伸縮的協(xié)議。 BGP4 支持 CIDR 尋址方案，該方案增加了 Inter上的可用 IP 地址數(shù)量。 BGP 是為取代最初的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP 設(shè)計(jì)的。它也被認(rèn)為是一個(gè)路徑矢量協(xié)議 [4]。 BGP(Border Gateway Protocol)是一種在自治系統(tǒng)之間動(dòng)態(tài)交換路由信息的路由協(xié)議。一個(gè)自治系統(tǒng)的經(jīng)典定義是在一個(gè)管理機(jī)構(gòu)控制之下的一組路由器，它使用 IGP 和普通度量值向其他自治系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。 在 BGP 中使用自治系統(tǒng)這個(gè)術(shù)語(yǔ)是為了強(qiáng)調(diào)這樣一個(gè)事實(shí)：一個(gè)自治系統(tǒng)的管理對(duì)于其他自治系統(tǒng)而言是提供一個(gè)統(tǒng)一的內(nèi)部選路計(jì)劃，它為那些通過(guò)它可以到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)一致的描述。 BGP,邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，是自主網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)之間交換器路由信息的協(xié)議。邊界網(wǎng) 關(guān)協(xié)議常常應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)之間。路由表包含已知路由器的列表、路由器能夠達(dá)到的地址以及到達(dá)每個(gè)路由器的路徑的跳數(shù)。 使用邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議的主機(jī)一般也使用傳輸控制協(xié)議（ TCP）。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到某臺(tái)主機(jī)發(fā)出變化時(shí)，就會(huì)發(fā)送新的路由表。 BGP4，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議的最新版本，允許網(wǎng)絡(luò)管理員在策略描述下配置跳數(shù)的規(guī)格。 BGP 屬性分類(lèi) BGP 屬性是 BGP 進(jìn)行路由決策和控制的重要信息。它可以分為如下兩大類(lèi)四小類(lèi)： 一、公認(rèn)屬性 公認(rèn)必遵（ Wellknown mandatory） 公認(rèn)可選（ Wellknown discretionary） 4 公認(rèn)屬性是所有運(yùn)行 BGP 協(xié)議的系統(tǒng)都必須識(shí)別和支持的屬性。其中，公認(rèn)必遵屬性是 BGP UPDATE 消息中必須包含的屬性。公認(rèn)可選則是 BGP UPDATE 消息中可以自由選擇是否包含的屬性。 二、可選屬性 可選過(guò)渡（ Optional transitive） 可選非過(guò)渡（ Optional nontransitive） 可選屬性并不要求所有運(yùn)行 BGP 協(xié)議的系統(tǒng)都識(shí)別。如果屬性是可選過(guò)渡的，那么，即使運(yùn)行 BGP 的系統(tǒng)不能識(shí)別該屬性，也要接受該屬性并將其轉(zhuǎn)發(fā)給它的對(duì)等體。而如果屬性是可選非過(guò)渡的，運(yùn)行 BGP 的系統(tǒng)可以忽略包含該屬性的消息并且不向它的對(duì)等體轉(zhuǎn)發(fā)。 屬性詳述 常見(jiàn)的 BGP 屬性如下： 1） ORIGIN屬性 ORIGIN 標(biāo)示路徑信息的來(lái)源，是公認(rèn)必遵屬性。 ORIGIN 可以是以下三種值： (1） IGP：表示網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)信息來(lái)源于 AS 內(nèi)部 (2） EGP ：表示網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)信息通過(guò) AS 外部學(xué)習(xí) (3） INCOMPLETE：表示網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)信息來(lái)源無(wú)法確定 在路由選擇的時(shí)候， ORIGIN 中， IGP 優(yōu)于 EGP， EGP 優(yōu)于 INCOMPLETE。 2） AS_PATH AS_PATH 由一系列 AS 路徑組成，是公認(rèn)必遵屬性。 ASPATH 采用 AS_SEQUENCE 方式表示 —— 該路由經(jīng)過(guò)的 AS 的有序集 當(dāng) BGP 發(fā)布者發(fā)布路由給 IBGP 對(duì)等體時(shí)， BGP 不修改路由的 AS_PATH屬性。當(dāng) BGP 發(fā)布者發(fā)布路由給 EBGP 對(duì)等體時(shí)，本地系統(tǒng)應(yīng)該把自己的 AS號(hào)作為序列的最后一個(gè)元素加在序列的最后面。 AS_PATH 可以用來(lái)作為路由選路的一種度量。經(jīng)過(guò)更少 AS 路徑的路由更優(yōu)先。 同時(shí) AS_PATH 也作為一種手段來(lái) 避免環(huán)路。如果 BGP 路由信息發(fā)布者從EBGP 對(duì)等體收到一條路由，它的 AS_PATH 包含發(fā)布者自己的 AS 號(hào)，就說(shuō)明這條路由曾經(jīng)從本 AS 發(fā)出過(guò)，將其丟棄，同時(shí)不再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)?；谏鲜鰴C(jī)制，AS_PATH 屬性可以避免 AS 之間的路由環(huán)路的出現(xiàn)， AS 內(nèi)部的路由環(huán)路的避免則采用其他手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3） NEXT_HOP 它定義了到達(dá)目的地下一跳的設(shè)備 IP 地址，是公認(rèn)必遵屬性。 5 NEXT_HOP 中 IP 地址的填寫(xiě)遵循如下規(guī)則： （ 1） 如果是發(fā)布給 EBGP對(duì)等體， NEXT_HOP填寫(xiě) BGP發(fā)布者的 IP地址 （ 2） 如果是發(fā)布給 IBGP對(duì)等體，且路由來(lái)自 AS外部，則 NEXT_HOP保留原始的 AS外部對(duì)等體的 IP地址 4） MULTI_EXIT_DISC MULTI_EXIT_DISC 被用來(lái)區(qū)分同一個(gè)鄰接 AS 的多個(gè)接口，是一個(gè)可選非過(guò)渡屬性，一般簡(jiǎn)寫(xiě)為 MED。 MED 只在 EBGP 發(fā)布的路由中產(chǎn)生，接收者可以向它的 IBGP 鄰居轉(zhuǎn)發(fā)，但不允許向它的 EBGP 對(duì)等體轉(zhuǎn)發(fā)。假設(shè)一個(gè) AS 和鄰接 AS 有多個(gè)接口相連，通過(guò)發(fā)布不同的 MED 給對(duì)端，就可以控制進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的流量從 MED 值最小的那個(gè)接口進(jìn)來(lái)。通常情況下， BGP 只比較來(lái)自同一個(gè) AS的 路由的 MED 屬性值。 5） LOCAL_PREF LOCAL_PREF 用來(lái)通告路由的優(yōu)先程度 ， 是公認(rèn)可選屬性。 LOCAL_PREF 屬性?xún)H在 IBGP 對(duì)等體之間交換 ， 不通告給其他 AS。當(dāng) BGP的路由器通過(guò)不同的 IBGP 對(duì)等體得到目的地址相同但下一跳不同的多條路由時(shí) ， 將優(yōu)先選擇 LOCAL_PREF 屬性值較高的路由。 6） ATOMIC_AGGREGATE ATOMIC_AGGREGATE 是用來(lái)通告路由接收者 ， 該路由是經(jīng)過(guò)聚合的 ， 是公認(rèn)可選屬性。 有時(shí) BGP 發(fā)布者會(huì)收到兩條重疊的路由，其中一條路由包含的地址是另一條路由的子集。一般情況下 BGP 發(fā)布者會(huì)優(yōu)選更精細(xì)的路由（前者），但是在對(duì)外發(fā)布時(shí)，如果它選擇發(fā)布更粗略的那條路由（后者），這時(shí)需要附加上ATOMICAGGREGATE 屬性，以知會(huì)對(duì)等體。它實(shí)際上是一種警告，因?yàn)榘l(fā)布更粗略的路由意味著更精細(xì)的路由信息在發(fā)布過(guò)程中丟失了。在進(jìn)行路由聚合時(shí)，對(duì)于聚合的路由信息會(huì)添加 ATOMICAGGREGATE 屬性。 7） AGGREGATOR AGGREGATOR 是 ATOMIC_AGGREGATE 屬性的補(bǔ)充，是可選 過(guò)渡屬性。 如前面所述， ATOMIC_AGGREGATE 是一種路由信息丟失的警告，AGGREGATOR 屬性補(bǔ)充了路由信息在哪里丟失 —— 它包含了發(fā)起路由聚合的AS 號(hào)碼和形成聚合路由的 BGP 發(fā)布者的 IP 地址。在進(jìn)行路由聚合時(shí)，當(dāng)對(duì)于聚合的路由信息同添加 ATOMICAGGREGATE 屬性的同時(shí)，會(huì)添加AGGREGATOR 屬性。 8） COMMUNITY COMMUNITY 是一組共享相同屬性的目的地集合，是可選過(guò)渡屬性 [2]。 6 團(tuán)體屬性用來(lái)簡(jiǎn)化路由策略的應(yīng)用和降低維護(hù)管理的難度，沒(méi)有物理上的邊界，與其所在的 AS 無(wú)關(guān)。公認(rèn)的團(tuán)體屬性有： INTERNET：缺省情況下，所有的路由都屬于 INTERNET 團(tuán)體。具有此屬性的路由可以被通告給所有的 BGP 對(duì)等體。 NO_EXPORT：具有此屬性的路由在收到后，不能被發(fā)布到本地 AS 之外。如果使用了聯(lián)盟，則不能被發(fā)布到聯(lián)盟之外，但可以發(fā)布給聯(lián)盟中的其他子 AS。 NO_ADVERTISE：具有此屬性的路由被接收后，不能被通告給任何其他的BGP 對(duì)等體。 NO_EXPORT_SUBCONFED：具有此屬性的路由被接收后，不能被發(fā)布到本地 AS 之外，也不能發(fā)布到聯(lián)盟中的其他子 AS。 9） ORIGINATOR_ID ORIGINATOR_ID 用于標(biāo)識(shí)路由反射器，是可選非過(guò)渡屬性 [3]。 為了防止引入路由反射器之后出現(xiàn)環(huán)路，增加 ORIGINATOR_ID 這個(gè)屬性來(lái)標(biāo)識(shí)，反射器在發(fā)布路由時(shí)加入 ORIGINATOR_ID，當(dāng)反射器收到的路由信息中的 ORIGINATOR_ID 就是自己的 ROUTER_ID 時(shí)，就可以發(fā)現(xiàn)路由環(huán)路的出現(xiàn)，將該路由丟棄，不再轉(zhuǎn)發(fā)。 10） CLUSTER_ID CLUSTER_ID 用于標(biāo)識(shí)路由反射器組，是可選非過(guò)渡屬性。 CLUSTER_ID 屬性也是用來(lái)防止環(huán)路，在路由經(jīng)過(guò)路由反射器時(shí)路由反射器會(huì)將自己的 CLUSTER_ID 添加到路由攜帶的 CLUSTER_LIST 中，當(dāng)路由反射器發(fā)現(xiàn)接收的路由的 CLUSTER_LIST 中包含有自己的 CLUSTER_ID，則將該路由丟棄，不再轉(zhuǎn)發(fā)。 BGP 鄰居的建立過(guò)程 BGP 的路由是靠鄰居來(lái)傳播的，所以 BGP 的應(yīng)用就是建立在鄰居上的。應(yīng)用 BGP 的第一步就是建立起 BGP 鄰居，而 BGP 鄰居的建立是通過(guò)相互發(fā)送數(shù)據(jù)包，即 Message。之后就是一個(gè)相互協(xié)商的過(guò)程 [4]。 1） BGP 鄰居協(xié)商的消息類(lèi) 型 BGP 鄰居協(xié)商分為 4 種 Message : open、 keep alive、 update、 notification. 1. Open （ code 1）：用于建立連接，包含版本號(hào)（如 BGP3/BGP4） Hold Time＝ 180s（是一個(gè)協(xié)商的過(guò)程，以較小的 Hold Time 為準(zhǔn)）， RouterID（ OSPF 和BGP 可以手動(dòng)配置）， AS 號(hào) (范圍從 1～ 65535，其中 64512～ 65535 的 AS 編號(hào)范圍留作私有 )； 2. Keep Alive（ code 4）：周期發(fā)送用于維護(hù)連接檢查路徑（這個(gè)包是不可靠的） ,T＝ Hold Time/3, Hold Time=0 = No Keep Alive.， keep alive 是個(gè) 19 字 7 節(jié)周期發(fā)送的 BGP 消息頭標(biāo)，沒(méi)有數(shù)據(jù)域。 3. Update（ code 2）：消息包含了三個(gè)組件：網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)性消息（ NLRI）、路徑屬性和被撤銷(xiāo)的路由。包括到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的路徑和屬性，更新路由信息用，一次更新只有一條路徑，但可以有多條網(wǎng)絡(luò)。 Update 可以刪除（宣告不可達(dá)）和增加（宣告可達(dá)）路由 .其內(nèi)容是前綴的長(zhǎng)度。 4. Notification（