BGP协议分析---报文和状态机

2008-02-23 04:53:18来源：互联网阅读 ()

　　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RIP等为IGP(Interior Gateway Protocol)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　　Withdrawn Routes ：(变长) 退出路由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。
　　
　　⑸LOCAL_PREF　(Type Code = 5，公认自决属性)
　　
　　本地优先级属性。为一4字节无符合整数。它在AS区域内传播，用来帮助一个本AS区域内BGP伙伴选择进入其它AS区域的出口。
　　
　　⑹ATOMIC_AGGREGATE　(Type Code = 6，公认自决属性)
　　
　　元聚合属性。长度为零。它表示本地BGP在若干路由中选择了一个较抽象的(less specific)路由，而没有选择较具体(specific)的路由。
　　
　　⑺AGGREGATOR　(Type Code = 7，可选过渡属性)
　　
　　聚合者属性。长度为6字节，分别为最后进行路由聚合的路由器的AS号(2字节)和IP地址(4字节)。
　　
　　4、BGP协议的特点