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IPv6 BGP技术白皮书-6W100

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IPv6 BGP技术白皮书

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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概述

BGP-4是一种用于不同自治系统之间的动态路由协议,只能管理IPv4的路由信息,无法管理其他网络层协议(如IPv6等)的路由信息。

为了提供对多种网络层协议的支持,IETFBGP-4进行了扩展,其中对于IPv6协议的支持就形成了IPv6 BGPIPv6 BGP利用BGP的多协议扩展属性,来实现在IPv6网络中跨自治系统传播IPv6路由。

IPv6 BGP技术实现

2.1  概念介绍

MP_REACH_NLRIMP_UNREACH_NLRIMP-BGP引入的两个新的路径属性:

·     MP_REACH_NLRIMultiprotocol Reachable NLRI,多协议可达NLRI):用于发布可达目的网络信息及相应的下一跳信息。

·     MP_UNREACH_NLRIMultiprotocol Unreachable NLRI,多协议不可达NLRI):用于撤销不可达路由。

由于这两种属性都是可选非转发的,因此,不支持多协议扩展的BGP发言者将忽略这两个属性的信息,不把它们传递给其它邻居,从而实现了支持BGP扩展的路由器与不支持BGP扩展的路由器之间可以互通。

2.1.1  MP_REACH_NLRI

图1 MP_REACH_NLRI结构图

 

MP_REACH_NLRI各字段含义如下:

·     AFIAddress Family Identifier):取值为2表示携带的IPv6可达路由信息

·     SAFISubsequent Address Family Identifier):取值为1,表示属性所携带的是IPv6单播可达路由信息

·     Length of Next Hop Network Address:表示下一跳所占用的字节长度,取值为16表示不包含链路本地地址,取值为32表示包含链路本地地址

·     Network Address of Next Hop到达目的网络的下一跳地址信息,可能包含链路本地地址

·     Number of SNPAs1字节,保留位,取值为0

·     Network Layer Reachability Information:携带的IPv6可达路由信息,包括IPv6前缀。

2.1.2  MP_UNREACH_NLRI

图2 MP_UNREACH_NLRI结构图

 

MP_UNREACH_NLRI各字段含义如下:

·     AFIAddress Family Identifier):取值为2,表示属性所携带的是IPv6不可达路由信息

·     SAFISubsequent Address Family Identifier):取值为1,表示属性所携带的是IPv6单播不可达路由信息

·     Network Layer UnReachability Information:携带的IPv6不可达路由信息。

2.2  运行机制

BGP-4中与IPv4网络层协议相关的信息由Update消息携带,这些信息NLRI、路径属性中的NEXT_HOP、路径属性中的AGGREGATOR(该属性中包含形成聚合路由的BGP发言者的IP地址和Router ID)。

为实现对IPv6的支持,IPv6 BGPUpdate消息的NLRINEXT_HOP属性信息进行了扩展:

·     引入两个新的路径属性MP_REACH_NLRIMP_UNREACH_NLRI代替了BGP-4NLRI字段,以提供对IPv6地址的支持。

·     下一跳信息新增对IPv6地址的支持,不仅支持全球单播IPv6地址还支持链路本地地址。由于下一跳信息只是对可达路由进行通告,因此将此信息通过MP_REACH_NLRI属性携带,而不是在NEXT_HOP属性中携带。

此外,IPv6 BGPBGP-4的不同点还有:BGP-4中的Router ID可以手工配置,也可以采用接口的IPv4地址。IPv6 BGPRouter IDBGP-4共用一个,仍然采用IPv4地址作为IPv6 BGPRouter ID。但如果在纯IPv6环境,则需要手工配置,且仍用IPv4地址形式标识。

典型组网应用

3.1  IPv6 BGP网络基础组网

3所示的组网中,各设备之间使用IPv4网络进行互通,如果整个网络切换为IPv6网络,部署在各路由器之间的BGP协议也可以切换为IPv6 BGP,达到各自治域之间IPv6网络互通的目的。

图3 IPv6 BGP网络基础组网

 

3.2  6PE组网

4所示,6PEIPv6 Provider EdgeIPv6供应商边缘)是一种过渡技术,它采用MPLSMultiprotocol Label Switching,多协议标签交换)技术实现通过IPv4骨干网连接隔离的IPv6用户网络。当ISP希望在自己原有的IPv4/MPLS骨干网的基础上,为用户网络提供IPv6流量转发能力时,可以采用6PE技术方便地达到该目的。

6PE的主要思想是:

·     6PE设备从CECustomer Edge,用户网络边缘)设备接收到用户网络的IPv6路由信息后,为该路由信息分配标签,通过MP-BGP会话将带有标签的IPv6路由信息发布给对端的6PE设备。对端6PE设备将接收到的IPv6路由信息扩散到本地连接的用户网络。从而,实现IPv6用户网络之间的路由信息发布。

·     为了隐藏IPv6报文、使得IPv4骨干网中的设备能够转发IPv6用户网络的报文,在IPv4骨干网络中需要建立公网隧道。公网隧道可以是GRE隧道、MPLS LSPMPLS TE隧道等。

·     6PE设备转发IPv6报文时,先为IPv6报文封装IPv6路由信息对应的标签(内层标签),再为其封装公网隧道对应的标签(外层标签)。骨干网中的设备根据外层标签转发报文,意识不到该报文为IPv6报文。对端6PE设备接收到报文后,删除内层和外层标签,将原始的IPv6报文转发到本地连接的用户网络。

借助6PE技术,ISP只需要在与IPv6网络连接的PE设备上实现IPv4/IPv6双协议栈,并进行相应配置,就可利用自己原有的IPv4/MPLS网络为分散的IPv6孤岛用户提供接入能力。

6PE具有以下一些优点:

·     所有配置在6PE上完成,用户网络感知不到IPv4网络的存在。

·     能够很好地利用ISP现有的MPLS网络资源,对运营商网络改造小。

·     PECE之间可以使用现有任何IPv6路由协议。

·     6PE设备可以同时为用户提供IPv6 VPNIPv4 VPN等多种业务。

图4 6PE组网图

 

3.3  BGP IPv4会话承载IPv6路由

BGP IPv4会话承载IPv6路由作为一种扩展技术,可以用于IPv4网络扩展支持IPv6协议。当IPv4网络需要同时支持转发IPv6流量时,可以配置允许BGP IPv4会话交互IPv6路由,而不需要额外在各个BGP路由器之间建立BGP IPv6会话来交互IPv6路由。

5所示,Device ADevice B之间仅需建立BGP IPv4 会话即可同时支持IPv4路由和IPv6路由的交互。

图5 BGP IPv4会话承载IPv6路由组网应用

 

通过这种方式扩展网络具有以下优点:

·     控制方式灵活:以BGP会话为最小单位选择是否支持IPv6网络,将增加IPv6流量互通的网络的范围控制在预期之内。

·     配置简单:仅需要开启BGP IPv4 会话交换IPv6路由信息能力即可。

·     避免对现有网络造成影响:无需新建或删除BGP IPv4会话和BGP IPv6会话,在原有配置上进行补充即可。

参考文献

·     RFC 2545Use of BGP-4 MultiProtocol Extensions for IPv6 Inter-Domain Routing

·     RFC 2858MultiProtocol Extensions for BGP-4

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