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IPv6 BGP技术白皮书
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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，IETF对BGP-4进行了扩展，其中对于IPv6协议的支持就形成了IPv6 BGP。IPv6 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。
MP_REACH_NLRI和MP_UNREACH_NLRI是MP-BGP引入的两个新的路径属性：
· MP_REACH_NLRI（Multiprotocol 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_NLRI（Multiprotocol 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。
图1 MP_REACH_NLRI结构图
MP_REACH_NLRI各字段含义如下：
· AFI（Address Family Identifier）：取值为2，表示携带的是IPv6可达路由信息。
· SAFI（Subsequent 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 SNPAs：1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。
图2 MP_UNREACH_NLRI结构图
MP_UNREACH_NLRI各字段含义如下：
· AFI（Address Family Identifier）：取值为2，表示属性所携带的是IPv6不可达路由信息；
· SAFI（Subsequent 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。
BGP-4中与IPv4网络层协议相关的信息由Update消息携带，这些信息是：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 BGP对Update消息的NLRI和NEXT_HOP属性信息进行了扩展：
· 引入两个新的路径属性MP_REACH_NLRI和MP_UNREACH_NLRI代替了BGP-4的NLRI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 BGP与BGP-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 BGP的Router ID与BGP-4共用一个，仍然采用IPv4地址作为IPv6 BGP的Router 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。
如图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
如图4所示，6PE（IPv6 Provider Edge，IPv6供应商边缘）是一种过渡技术，它采用MPLS（Multiprotocol 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CE（Customer 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 LSP、MPLS 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。
· PE与CE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 VPN和IPv4 VPN等多种业务。
图4 6PE组网图
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。
如图5所示，Device A与Device 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。
· RFC 2545：Use of BGP-4 MultiProtocol Extensions for IPv6 Inter-Domain Routing
· RFC 2858：MultiProtocol Extensions for BGP-4
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