路由边界网关协议版本4(bgp-4)

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Network Working Group Y. Rekhter

Request for Comments: 1771 T.J. Watson Research Center, IBM Corp.

Obsoletes: 1654 T. Li

Category: Standards Track cisco Systems

Editors

March 1995

边界网关协议版本4 BGP-4

(RFC1771 A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4) )

本备忘录的状态

本文档讲述了一种Internet社区的“Internet标准跟踪协议”它需要进一步进行讨论和建议以得到改进。请参考最新版的 Internet正式协议标准 (STD1)来获得本协议的标准化程度和状态。本备忘录的发布不受任何限制。

摘要

本文档 以及随同文档 “边检网关协议在互联网中的应用” 定义了互联网的自治系统间路由协议。

目录

1. 致谢 3

2.介绍 3

3. 操作总结 4

3. 1路由通告和存储5

3.2路由信息库 5

4. 消息格式 5

4. 1消息头格式 6

4.2 OPEN消息格式 6

4.3 UPDATE消息格式 8

4.4 KEEPALIVE消息格式 13

4.5 NOTIFICATION消息格式 13

5.路径属性 15

5. 1路径属性使用 16

5. 1. 1 ORIGIN 16

5. 1.2 AS-PATH 16

5. 1.3 NEXT-HOP 16

5. 1.4 MULTI-EXIT-DISC 17

5. 1.5 LOCAL_PREF 17

5. 1.6 ATOMIC_AGGREGATE 17

5. 1.7 AGGREGATOR 18

6. BGP错误处理 18

6. 1消息头错误处理. 18

6.2 OPEN消息错误处理 19

6.3 UPDATE消息错误处理 19

6.4 NOTIFICATION消息错误处理 20

6.5 HOLD TIMER溢出错误处理20

6.6有限状态及错误处理. 20

6.7终止 21

6.8连接冲突检测 21

7. BGP版本商议 21word欢迎下载

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8. BGP有限状态机 22

9. UPDATE消息处理25

9. 1决策过程 26

9. 1. 1 Phase 1:优先级的计算26

9. 1.2 Phase 2:路由选择 27

9. 1.3 Phase 3:路由分发 28

9. 1.4路由覆盖 29

9.2 UPDATE发送过程 29

9.2. 1内部更新 30

9.2.2外部更新 31

9.2.3控制路由流量开销 31

9.2.4路由信息的有效组织 32

9.3 路由选择标准 34

9.4 产生BGP路由 34

附录1. BGP FSM状态转换和行为 34

附录2. 对比RFC126737

附录3. 对比RFC166338

附录4. 对比RFC 1105 38

附录5. BGP可能使用的TCP选项 39

附录6. 应用建议 39

6. 1每个消息的多网络前缀 39

6.2使用流协议 40

6.3减少路由抖动 40

6.4 BGP计时器 40

6.5路径属性顺序 40

6.6 AS_SET排序 41

6.7版本商议控制 41

6.8复杂AS_PATH聚合 41

参考 41

安全考虑 42

作者地址 42

1. 致谢

本文档初版是1991年10月的RFC1267 由Kirk Lougheed (cisco系统)和YakovRekhter (IBM)合作。

我们意欲感谢Guy Almes (ANS) , Len Bosack(cisco系统) ,和Jeffrey C. Honig(Cornell大学)对本文档早期版本的贡献。

我们特别感谢Bob Braden (ISI) 回顾本文档的早期版本并作出了建设性有价值的评论。

我们同时感谢Bob Hinden, Internet Engineering Steering Group路由主管, 以及他组织回顾早期版本BGP-2的小组。本小组包括Deborah Estrin, Milo Medin, John Moy,Radia Perlman, Martha Steenstrup, Mike St. Johns,和Paul Tsuchiya,工作顽强专业谦逊。

本文档作为更新版本是编者Yakov Rekhter and Tony Li的IETF IDR工作组的产品。本文档某些部分广泛参考了IDRP[7]  BGP的OSI对等协议。为此感谢ANSI X3S3.3组主席是Lyman Chapin (BBN)  编辑是Charles Kunzinger(IBM Corp. ) 。 同时感谢Mike Craren(Proteon, Inc. ) , Dimitry Haskin (Bay Networks, Inc. ) , John Krawczyk (Bay Networks,Inc. ) ,和Paul Traina (cisco Systems)的深刻评论。

我们特别感谢Dennis Ferguson (MCI)的巨大贡献。

Yakov Rekhter的工作资金部分来自National Science Foundation ,批号NCR-9219216.

2.介绍

边界网关协议BGP是自治系统间路由协议。它的建立来源于RFC904[1]中定义的EGPword欢迎下载

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以及RFC1092[2]和RFC1093[3]中描述的EGP在NSFNET骨干网中的使用。

BGP交互系统的主要功能是和其他的BGP系统交换网络可达信息。网络可达信息包括可达信息经过的自治系统AS清单上的信息。这些信息有效地构造了AS互联的图像并由此清除了路由环路同时在AS级别上实施了策略决策。

BGP-4提供了一套新的机制支持无类域间路由。这些机制包括支持网络前缀的广播取消BGP网络中“类”的概念。 BGP-4也引入机制支持路由聚合包括AS路径的聚合。这些改变为[8, 9]建议的超网方案提供了支持。

为了刻画BGP执行的路由决策集中讲述BGP发言者通告他自己使用的路由到相邻AS中对端与之通信的别的BGP发言者的规则。这些规则反映了当今互联网广泛使用的“一跳一跳”路由范例。注意一些策略不被“一跳一跳路由范例支持所以需要比如源路由之类的技术来增强。例如 BGP不支持AS发送流量到相邻的AS但是路由和源自相邻AS流量有不同的路由。另一方面 BGP支持任何与“一跳一跳”一致的策略。 由于当前互联网只使用“一跳一跳”路由范例同时BGP支持与范例一致的策略 BGP作为AS间路由协议非常适用于当今互联网。

BGP能否执行哪些策略超出了本文档的讨论范围请参考讨论BGP使用的随同文档[5] 。

BGP运行在稳定的传输协议上。这样就不用再更新分段重传应答和排序。传输协议使用的认证机制可以作为BGP自己的认证机制的附加。 BGP的错误通知机制假定传输协议支持“体面”关闭也就是说说有没有传到的数据在联接关闭之前要被送到。

BGP使用TCP[4]作为传输协议。 TCP满足BGP的传输需求并在所有的商业路由器和主机上使用。在后面的叙述中术语“传输协议连接”可以理解为TCP连接。 BGP使用TCP端口179建立连接。

本文档使用术语自治系统AS。 自治系统的经典定义是在统一技术管理下的一系列路由器在AS内部使用内部网关协议和通用的度量路由数据包在AS外部使用外部网关协议路由数据包。 由于本定义的发展通常一个AS可以使用几个内部网关协议同时在AS内部使用多种度量。使用自治系统这个术语强调了以下事实 即使使用了多个IGP和度量对别的AS而言 AS的管理表现出一致的路由计划和一致的目的地可达。

在互联网中使用BGP的计划包括拓扑问题 BGP和IGP的交互路由策略规则的实施在随同文档[5]中表述。本文当是一系列探究BGP应用各方面问题计划的开始。请发表评论到BGP邮件列表(bgp@ans.net) .

3. 操作总结

两个系统通过传输协议互联。他们交换消息来打开和确认连接参数。初始的数据流是整个BGP路由表。增加的更新作为路由表改变发送。因此 BGP发言者必须保存在连接期间所有对等体的整个BGP路由表的当前版本。 KeepAlive心跳消息周期性发送来保证连接的存在。发送通知消息报错或者特别情况。如果一个连接遇到一个错误情况要发送通知消息并且关闭连接。

执行边界网关协议的主机不一定是路由器。一个非路由主机可以通过EGP甚至内部网关协议和路由器交换路由信息。然后非路由主机可以通过BGP和别的AS中的边界路由器交换路由信息。这种应用构架可以用于更进一步的研究。

如果一个特定AS有多个BGP发言者同时为别的AS提供中转业务应该注意保证本AS中对路由有一致的观点。 AS内部路由的一致看法由内部路由协议提供。 AS外部对路由的一致看法由所有AS内部的BGP发言者保持BGP一一互联。使用通常的策略 BGP发言者对哪一个边界路由器服务为和别的AS的外出/进入点达成一致。这些信息可能通过内部网关协议通信到AS的内部路由器。注意在BGP发言者把中转业务通告到别的AS之前所有的内部路由器需要更新中转信息。

不同AS之间的BGP发言者的连接被称为“外部”链路。同一个AS内部的BGP连接被称为“”内

部 链路。同样不同AS之间的对端被称为外部对端相同AS之间的对端被称为内部对端。

3. 1路由通告和存储

从协议的用途出发路由被定义为组合了一个目的地和到这个目的地的路径属性的信息单位。word欢迎下载

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-路由在一对BGP发言者之间通过UPDATE消息广播。 目的地也就是在网络层可达信息NLRI内报告的IP地址路径是在UPDATE消息路径属性域内报告的信息。

-路由存储在路由信息库RIB内也就是the Adj-RIBs-In, the Loc-RIB, and theAdj-RIBs-Out.将被广播到别的BGP发言者的路由放在Adj-RIB-Out内部在本地BGP发言者使用的路由放在Loc-RIB,这些路由的下一跳信息保存在BGP发言者的转发信息库内别的BGP发言者收到的路由信息保存在Adj-RIBs-In内部。

如果一个BGP发言者选择路由通告他可以在通告路由到对端之前加入和修改路由的路径属性。

BGP提供机制告诉对端先前的路由通告不再能使用。有三种方式供BGP发言者指示撤销某条路由的服务。a)在UPDATE消息的WITHDRAWN ROUTES域内通告先前广播的路由目的地IP前缀这样相应的路有被标志为不再使用b)使用了相同网络层可达信息的替代路由被通告c)BGP发言者-发言者的连接被关闭强制撤销这一对发言者通高的所有的路由服务。

3.2路由信息库

BGP发言者的路由信息库RIB包括三个不同部分a)Adj-RIBs-In: Adj-RIBs-In保存了从输入UPDATE消息学习到的路由信息这是决策过程的输入。b)Loc-RIB: Loc-RIB保存了BGP发言者根据本地策略在Adj-RIBs-In内选择的本地路由息。c)Adj_RIBs_Out: Adj_RIBs_Out保存了本地BGP发言者通告到对端的路由。

Adj_RIBs_Out内部的消息被放在UPDATE消息内部发送的对端。

总之 Adj_RIB_In包括了被对端广播到BGP发言者的路由信息 Loc_RIB包括了被本地决策过程选择的路由信息 Adj_RIBs_Out组织路由使用UPDATE消息通告到特定对端。

尽管本概念模型区分Adj-RIBs-In Loc-RIB和Adj-RIBs-Out这并不意味着也没有必要具体应用中维护路由信息的独立拷贝。应用的选择例如信息库的三份拷贝或者一个拷贝的指针不受协议限制。

4. 消息格式

本章描述BGP的消息格式。

消息通过一个稳定的传输协议互联发送。消息只有在被完整收到之后才会处理。最大的消息是4096字节。最小的消息就是一个不包括消息体的BGP消息头 19字节。

4. 1消息头格式

每一个消息包括一个定长的消息头。消息头后面可以/可以不包含数据部分这取决于消息类型。这些域设计如下

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| |

+ +

| |

+ +

| Marker |

+ +

| |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Length | Type |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Marker 标记 :

本16字节的域包含消息接收者可以预测的值。如果消息类型是OPEN或者OPEN消息word欢迎下载

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承载了认证信息作为可选参数标记必须是全1。否者标记的值要使用认证机制来计算认证机制是通过认证信息的一部分来指定的。标记可以用来探测BGP对端的同步丢失认证进入的BGP消息。

长度(Length) :

两字节无符号整数指定了消息的字节全长包括头部的字节。这也就是说允许在传输层数据流定位下一个消息的标记域“。长”度的值必须最少19字节最大4096字节 同时由于不同的消息有更多的约束。不允许 填充 多余的数据在消息后所以长度域是需要的最小值。

类型Type :

一字节的无符号整数制定了消息类型编码。如下定义

1 - OPEN

2 - UPDATE

3 - NOTIFICATION

4 - KEEPALIVE

4.2 OPEN消息格式

在传输协议连接建立之后两边发送的第一个消息是OPEN消息。如果OPEN消息可以接受需要发回一个KEEPALIVE消息来确认OPEN消息。一旦确认了OPEN消息 UPDATE KEEKPALIVE和NOTIFICATION消息可以交换。

在定长的BGP消息头后面 OPEN消息包含下列域

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Version |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| My Autonomous System |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Hold Time |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| BGP Identifier |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Opt Parm Len |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| |

| Optional Parameters |

| |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Version 版本 

1字节无符号整数指示消息的协议版本号。当前的BGP版本号是4。

My Autonomous System 我的自治系统 

2字节无符号整数指示发送者自治系统号。

Hold Time 保持时间 

2字节的无符号整数指示了发送者期望的Hold计时器的秒数。在接收OPEN消息后

BGP发言者必须使用配置的Hold计时器和收到的Hold计时器来计算Hold计时器的值。

Hold计时器必须要末是0要末最少3秒。应用可以根据Hold计时器来拒绝连接。计算好的值指示了在连续的KEEPALIVE和/或UPDATE消息之间可以流逝的最大秒数。

BGP Identifier (BGP标示符) :word欢迎下载

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4字节无符号整数指示了BGP发言者的标示符。给定的BGP发言者设置BGP标示符为IP地址。在启动的时候决定BGP表示符对每一个本地端口和每一个对端是一样的。

Optional Parameters Length 可选参数长度 :

1字节无符号整数指示可选参数域的字节总长度。如果这个域是0说明没有可选参

数。

Optional Parameters 可选参数 :

这个域包含了可选参数清单每一个参数编码为<参数类型参数长度参数值>

三元组。

0 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-. . .

| Parm. Type | Parm. Length | Parameter Value (variable)

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-. . .

参数类型是1个字节明确指示了参数的类型。参数长度1子节包含参数值的字节长

度。参数值是变长域根据参数类型有不同的解释。

本文档定义了下列可选参数a)认证消息参数类型1 

选参数用来认证BGP对端。参数值包含1字节认证编码后面是变长的认证数据。

0 1 2 3 4 5 6 7 8

+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Auth. Code |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| |

| Authentication Data |

| |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Authentication Code 认证编码 

1字节无符号整数指示了使用的认证机制。当指定认证机制的时候需要说明三件

事情

-认证编码的值用来指示认证机制

-认证数据的格式和含义

-Marker标示域计算值的算法。

注意可以使用另外的认证机制在建立传输层连接时。

Authentication Data 认证数据 

这个域的格式和含义取决于认证编码。

OPEN消息的最小长度是29字节包括消息头。

4.3 UPDATE消息格式

UPDATE消息用来发送路由信息到BGP对端。 UPDATE消息报内的信息可以被用来构造AS之间的关系描述。通过应用以下讨论的规则路由环路和别的异常可以测出并清除出AS间路由。

UPDATE消息用来广播一条可用路由到对端或者撤销多条不可用路由见3。 1。 UPDATE消息可以同时广播可用路由并撤销多个不可用路由。 UPDATE消息总是包括定长消息头 同时可选的包括下面的域word欢迎下载

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+-----------------------------------------------------+

| Unfeasible Routes Length (2 octets) |

+-----------------------------------------------------+

| Withdrawn Routes (variable) |

+-----------------------------------------------------+

| Total Path Attribute Length (2 octets) |

+-----------------------------------------------------+

| Path Attributes (variable) |

+-----------------------------------------------------+

| Network Layer Reachability Information (variable) |

+-----------------------------------------------------+

Unfeasible Routes Length 不可用路由长度 

2字节无符号整数指示了撤销路由的字节总长度。这个值必须保证网络层可达信息域的长度被确定。

0说明没有撤销路由 UPDATE消息内部没有撤销路由。

Withdrawn Routes 撤销路由 

可变长路由域包括一系列的IP前缀说明撤销服务的路由。每一个IP前缀编码为〈长度前缀〉二元组如下描述

+---------------------------+

| Length (1 octet) |

+---------------------------+

| Prefix (variable) |

+---------------------------+

使用和含义如下a) Length(长度) 

长度指示了IP前缀的比特数。 0长度指示了匹配所有IP地址的前缀前缀本身为0字节b) Prefix 前缀 :

前缀包含了IP地址前缀后面是填充比特保证域结尾符合字节边界。注意填充比特的值无意义。

Total Path Attribute Length 总的路径属性长度 :

2字节无符号整数值时路径属性域字节总长度。值必须使下文中网络层可达域的长度能够被探测到。

值0指示在UPDATE消息中没有网络层可达信息域。

Path Attributes 路径属性 :

在每一个UPDATE消息中有变长的路径属性序列。每一个路径属性是<属性类型属性长度属性值>变长三元组

属性类型是2字节域包括了属性标志字节和属性类型码字节。

0 1word欢迎下载

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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Attr. Flags |Attr. Type Code|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

属性标志字节第一高位比特比特0是可选比特。定义了属性是否是可选的

设为1或者是公认的设为0。

属性标志字节第二高位比特比特1是转发比特。定义一个可选的属性是否

是转发的如果设置为1或者不是转发的设为0。公认属性的转发位必须设为

1。 参看部分5讨论转发属性。

属性标志字节的第三比特比特2是部分比特。定义是否包括在可选转发属

性内的信息是部分的设置为1或者是完整的设置为0。公认属性和可选非转

发的部分位必须是0。

属性标志字节的第四比特比特3是扩展长度比特。定义了是否属性长度是1

字节如果设置为0或者是2字节如果设置为1。仅仅当属性值超过255字节的时候扩展长度可以使用。

属性标志字节低字节顺序4比特没有被使用。必须填0 接收不处理。属性类型编码字节包含了属性类型码。当前定义的属性类型码在部分5讨论。

如果属性标志字节的扩展长度比特被设置为0路径属性的第三个字节包含了

属性数据的字节长度。

如果属性标志字节的扩展长度比特设置为1那末路径属性的第三和第四个字

节包含了属性数据的字节长度。

路径属性剩下的字节代表属性值应该通过属性标识和属性类型码翻译。支持的

属性类型码它们的属性值和使用如下定义a) ORIGIN (类型码1) :

ORIGIN是公认强制属性定义了路径信息的来源。本数据字节假定如下值

值 含义

0 IGP –网络层可达信息和来源AS同内部

1 EGP –网络层可达信息通过EGP学习

2 INCOMPLETE –通过别的方式学习网络层可达信息

它的使用在5. 1. 1定义。b) AS_PATH (类型编码2) :

AS-PATH是公认强制属性由一系列AS路径段组成。每一个AS路径段表示为三元

组<路径段类型路径段长度路径段值>。

路径段类型是1字节长度域有下列定义值。

值 段类型

1 AS_SET:在UPDATE消息中的路由经过的AS的无序集

2 AS_SEQUENCE:在UPDATE消息中的路由经过的AS的有序集路径段长度是1字节长度的域包含了在路径段值域的AS的数量。word欢迎下载

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路径段值域包含了一个或者多个AS号每一个编码为2字节长度的域。属性的使用定义在5. 1.2。c) NEXT_HOP (类型码3) :

公认强制属性定义了作为到达UPDATE消息网络层可达域地址所用的下一跳的

边界路由器的IP地址

属性的使用定义在5. 1.3。d) MULTI_EXIT_DISC (类型码4) :

可选非转发属性4自解非负整数。属性值可以被BGP发言者决策过程在相邻自治

系统中区分多个出口。

它的使用在5. 1.4.定义。e) LOCAL_PREF (类型编码5) :

LOCAL-PREF是公认自决属性4自解非负整数。 BGP发言者使用它通知别的BGP在

自己的自治系统中源发言者广播路由的优先程度。使用属性在。  。 中描述。f) ATOMIC_AGGREGATE (类型编码6)

ATOMIC-AGGREGATE是公认自决属性长度为0。 BGP发言者使用它通知别的BGP法

颜真本的选择了一条更不特殊的路由而不是选择了一条更特殊的包括在内的路由。

使用这个属性描述在5。 1。 6。g) AGGREGATOR (类型编码7)

AGGREGATOR是可选转发属性长度为6。属性包含了形成聚合路由最后的AS号码编码为2字节后面是形成聚合路由的BGP发言者的IP地址编码为4字节。使用这个属性描述在5。 1。 7。

Network Layer Reachability Information 网络层可达信息 :

这个变长域包含了IP地址前缀的清单。网络层可达信息的字节长度不是明确编

码的但是可以计算如下

UPDATE消息长度-23-总的路径属性长度-不可用路由长度。

其中UPDATE消息长度是定长BGP消息头的编码值总的路径属性长度和不可用

路由长度是作为部分UPDATE消息的编码值。 23是定长的BGP消息头总的路径属性长度域和不可用路由长度域的组合长度。

可达信息编码时作为一个或者多个二元组格式为〈长度前缀〉它们的域描

述如下

+---------------------------+

| Length (长度 1字节) |

+---------------------------+

| Prefix (变量 ) |

+---------------------------+

域使用和含义如下word欢迎下载