IP骨干网BGP路由协议的扩展性

　　针对以上问题，介绍一些相关的解决方法。

　　（1）解决I-BGP会话数瓶颈的方法

　　上面提到的I-BGP的会话数过多的问题，可以采取两种办法来解决：

　　1）联盟的方法（Confederations）

　　联盟的工作原理是：将原来一个自治域的网络分成多个子自治域，通过Confederations id将原AS号配置到每个路由器上。这样有两个好处：一是可以保留原有的I-BGP属性，包括Local Preference、MED和NEXT_HOP；二是能在Confederations的功能中自动实现，无需管理员在网络的出口处配置过滤内部AS号信息的操作。

　　2）路由反射器（Route-Reflector）

　　采用路由反射器是目前应用最广泛的方法，较之前面联盟的方法，具有更好的扩展性。路由反射器的工作原理是：将一个自治域内的路由器分成几个 Cluster，每个Cluster由Reflector和Client组成。Reflector之间形成Full Mesh，运行常规的I-BGP；Client只与Reflector运行I-BGP，对于Client来说，Reflector只是普通的邻居而已， Reflector则扮演了路由集散地的角色，将从其他Reflector学到的I-BGP路由转发给Client，同时，将从Client学到的I- BGP路由转发给Cluster内的其他Clients和Cluster外的其他Reflector，再借由Reflectors广播到其所在的 Cluster.在实际的网络中，为了提高冗余度，通常一个Client与多个Reflector建立邻居关系，而且不局限于Client所在 Cluster的Reflector.

　　由此可见，Client上的I-BGP会话数一般为1～2个，与联盟的方法相比，只要Reflector的性能足够高，Cluster就可以做得很大，而Client的负载不会随Cluster的变化有太大的变化。对于前一种方法，由于一个子自治域的所有路由器还是要做到Full Mesh，所以最低性能的路由器决定了一个子自治域的大小；而路由反射器法则通常是一个或多个最高性能的路由器决定Cluster的大小，因此，具有更好的网络扩展性能。

　　另外，一个Reflector也可以成为另外一个Reflector的Client，形成层级结构，这特别适用于按照分层结构建设的网络，可以很容易地把平面的网络管理演变为分层管理。

　　当然，在使用路由反射器的时候，也有一些需要注意的地方，比如：Reflector并不是纯粹的转发路由，所有收到的路由在Reflector上同样要经过最优计算，然后将优选路由向外广播，所以Reflector的选择要依据网络结构而定，尽量使I-BGP邻居关系与实际的电路连接关系相对应。

　　（2）控制路由振荡

　　目前，控制Route Flap主要采取Damping的方法：一个BGP路由器对收到的E-BGP路由设定Penalty值，每一次路由Flap都会使该路由的Penalty 值增大，而路由稳定时，Penalty值会随时间而减小；当Penalty值超过预设的抑制限制时，该路由就不再被广播，而当Penalty减小至低于重用限制时，该路由才会被重新向外广播。这种方法主要是针对E-BGP邻居而言的。这样，当一个网络内部发生路由振荡时，与之相连的其他网络通过 Damping可以有效地防御对各自网络的影响。

　　在网络维护中，经常会遇到这样的情况：宁愿一条电路中断一段时间，也不希望它在不停地震荡。因为中断一段时间后，只要电路恢复，网络流量也会随之恢复；与此相反，振荡的电路恢复后，需要等待一段时间才能恢复正常的流量（其他网络都在抑制振荡的路由）。Damping则可以有效地保证因特网的稳定，但同时也会导致一些故障的延时恢复。

　　当前的设备基本都支持Damping的功能，而且提供可以配置的参数来精细控制Damping.一般情况下，设备提供的缺省配置能够满足大多数网络的需求，如果确有特殊需要，则一定要经过仔细计算，否则，不是没有效果，就是把别人的路由抑制后很长时间不能恢复。

　　（3）Peer Group的应用

　　在实际的网络中，有一种非常普遍的现象，即一个路由器会有多个属于一类的BGP Peer.这里的“属于一类”是指BGP的策略相同或类似，当Peer比较多时，BGP的配置会变得臃肿，同时，路由器的负载也会加重，因为一旦有路由的更新，路由器需要针对每个Peer做一次策略计算（虽然策略都相同）。另外，应用Peer Group还有一个好处，就是降低了对路由器设备的资源消耗，因为路由器对同一Group更新路由时，由于使用相同策略，因此只进行一次路由计算，从而大大减少了占用CPU的时间。

　　在实际的网络维护中，即使当同一类的Peer很少时，一般也建议采用Peer Group的方式，因为这样具有很好的扩展性。Peer Group不但适用于I-BGP的Peer，也适用于E-BGP的Peer.

　　（4）关于route refresh的措施

　　骨干网络维护中，经常会遇到修改BGP策略的情况，如更新某个Peer的as-path限制列表，在配置修改后需要使其生效，以前的做法是中断当前的BGP会话，然后重新建立，命令如下：

　　clear ip bgp x.x.x.x

　　这么做主要是因为路由器在收到对方的BGP路由表后，先进行策略运算，然后将最优路由存储在本机的BGP路由表中，而不是把原始的路由统统保存。当策略改变时，必须重新建立连接来获得对方的全部路由，然后利用新策略再次计算。这种方式的弊端显而易见，如网络阻断、大量消耗路由器的CPU资源等。

　　解决这个问题目前通常采用两种方法：一种方法是设法保存原始的BGP路由，这样，重新计算时就不需要重传了；另外一种方法是在启用新策略的时候，在不中断BGP会话的前提下，向对方请求重发全部BGP路由表。

　　第一种方法是利用软件配置实现的，配置的命令如下：

　　neighbor 1.1.1.1 soft-reconfiguration inbound

　　在启用新策略的时候输入命令：

　　clear ip bgp 1.1.1.1 soft [in|out]

　　这样，所有的原始BGP路由就会被存储在另外一张路由表里面，在修改策略的时候，通过对这张路由表进行运算，就可以得到最优的BGP路由表，这样对路由产生的资源消耗较小；而且有这样一张原始的路由表，可以在修改策略后、正式启用之前使用命令来检查策略修改后的效果。但这种方法需要额外的内存资源来存储路由表。

　　第二种方法是由路由器设备的BGP 能力（BGP Capabilities）决定的，也就是系统软件本身内置的功能模块。在建立BGP会话的时候，这个参数通过BGP OPEN在两个路由器间进行交换。一个设备是否支持BGP Refresh Capabilites，可以用命令下列来检查：

　　show ip bgp n x.x.x.x

　　如果参与BGP的两个路由器都具备这个功能，那么不需要任何配置，当执行clear ip bgp n x.x.x.x in 时，本端BGP进程不会中断BGP会话，而是向对端请求重发全部的BGP路由表。相对于第一种方法，这种方法的好处是可以节省内存资源，缺点是网络管理员无法了解对方发过来的原始路由，而且重发了全部路由表，效率上也没有第一种方法高。目前骨干网内的设备基本上都支持这个功能。

　　3 总结

　　以上对BGP扩展性相关的几个问题和相关的措施进行了论述，在实际的应用中还需要根据具体情况来部署。但是总的思路和原则都是一样的，即一方面要降低设备的资源消耗，另外一方面要简化维护管理，从硬件、软件两方面来提高网络的扩展性。