利用BGP虚拟下一跳技术实现IP骨干网流量负载均衡
BGP MPLS VPN网络技术概述
36 3 S1/1
（1）
36 D:192.168.1.1 S:192.168.0.1 Date
LER3
IN OUT next-hop 3 NULL LP
私网用户B
192.168.1.1
（2）
3 D:192.168.1.1 S:192.168.0.1 Date
（3）
D:192.168.1.1 S:192.168.0.1 Date
MPLS封装： MPLS
私网IP头部
数据
9
MPLS隧道应用
destination next-hop 20.0.0.1/24 S0/1
192.168.0.1/24 eth0/0
Loopback：10.0.0.1
S0/1
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20.0.0.1/24 S1/1
?
S1/1
S0/1
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20.0.0.1/24 S1/1
?
S1/1
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192.168.1.1/24 eth0/0
bgp 工作原理
bgp 工作原理BGP工作原理什么是BGP？•BGP（Border Gateway Protocol）是一种用于在互联网中交换路由信息的协议。
•BGP主要被用于自治系统（AS，Autonomous System）之间的通信，用于决策和选择最佳的路径，并实现互联网的拓扑结构。
为什么需要BGP？•互联网是由许多自治系统组成的，每个自治系统有自己的路由器和自治权。
•BGP的作用是使不同自治系统之间能够相互交换路由信息，从而实现全球互联。
BGP的基本原理•BGP通过在自治系统之间建立邻居关系来交换路由信息。
•BGP使用TCP协议来建立可靠的连接，并通过该连接传输路由信息。
•BGP使用路径向量算法（Path-vector algorithm），该算法使用一系列的“属性”（attribute）来描述和选择路由。
邻居关系的建立1.对等状态的建立：两个邻居路由器之间通过TCP建立连接，并相互确认对等关系。
2.路由信息交换：一旦对等关系建立，邻居路由器开始交换路由信息。
3.路由表更新：每个路由器根据接收到的路由信息和已有的路由表，更新自己的路由表。
BGP路由信息的传播1.前缀传播：BGP将路由信息表示为一个个的前缀（prefix），并将这些前缀在邻居之间传播。
2.属性传递：每个前缀都伴随着一些属性，例如自治系统号（ASNumber）、路径长度和路径信息等。
BGP会将这些属性传递给邻居。
3.最佳路径选择：BGP会根据一系列的路径属性来选择最佳路径，并将其存储在路由表中。
BGP路由选择的标准1.路径长度：BGP会选择路径长度最短的路由作为最佳路径。
2.自治系统号：BGP会比较自治系统号，优先选择本地自治系统内的路由。
3.其他属性：BGP还可以根据其他属性进行路由选择，例如带宽、延迟、可靠性等。
BGP的路由策略1.流量控制：BGP可以通过设置不同的权重和属性来控制流量的走向。
2.路由过滤：BGP可以根据需要选择性地向邻居路由器发布特定的前缀。
BGP／MPLS IP VPN的原理与实现
BGP／MPLS IP VPN的原理与实现[摘要] 本文论述了实现BGP/MPLS IP VPN相关技术的基本原理，以及BGP/MPLS IP VPN 网络基本模型的路由发布及数据传输实现过程。
[关键词] MPLS MP-BGP VPN 域内1.引言随着ASIC技术的发展，路由查找速度已经不是阻碍网络发展的瓶颈。
这使得MPLS在提高转发速度方面不再具备明显的优势。
但由于MPLS兼有无连接的第三层路由和转发以及面向连接的第二层转发的优点。
在转发平面采用面向连接方式，与现有二层网络转发方式非常相似，这些特点使得MPLS能够很容易地实现IP与ATM、帧中继等二层网络的无缝融合，并为虚拟专用网VPN（Virtual Private Network）的应用提供更好的解决方案。
2.VPN的简介虚拟专用网VPN是依靠Internet服务提供商ISP在公共网络中建立的虚拟专用通信网络。
VPN的基本原理是利用隧道技术，把VPN报文封装在隧道中，利用VPN 骨干网建立专用数据传输通道，实现报文的透明传输。
传统的VPN一般是通过GRE、L2TP、PPTP等隧道协议来实现私有网络间数据流在公网上的传送。
而LSP（Label Switched Path）本身就是公网上的隧道，所以用MPLS来实现VPN 有天然的优势。
3.基于MPLS的VPN在MPLS VPN的网络中，如图3.1所示。
图3.1基于MPLS的VPNCE（Customer Edge）是用户边缘设备，通常情况下，CE并不会感知到VPN 的存在，也不需要支持MPLS。
PE（Provider Edge）是服务商边缘路由器，位于骨干网络。
与CE直接相连。
在MPLS网络中，负责对VPN用户进行管理、建立各PE间的LSP、同一VPN 用户各分支间路由发布，支持不同分支间IP地址复用和不同VPN间互通。
P（Provider），是服务提供商网络中的骨干路由器，不与CE直接相连。
利用虚拟下一跳实现IBGP的负载均衡
利用虚拟下一跳实现IBGP的负载均衡在一个较复杂的大型网络中，一般采用IBGP（内部边界网关协议）协议承载用户路由，一方面IBGP协议属性较多，利于实现各种复杂的路由控制策略，另一方面IBGP协议较为稳定，不会因为用户路由和其他AS（自治系统）路由的波动引发内部网络的不稳定性。
但大型网络中流量很大，冗余性和冗灾性要求很高，因此从一个节点到另一个节点之间通常有多条路径实现冗余备份，如何在不同路径之间实现负载均衡也显得十分重要。
IBGP负载均衡存在的问题和局限性在一个复杂的大型网络中打开IBGP负载均衡可能会带来很难预料的结果。
众所周知，在存在多条冗余路径时，IBGP 按Weight（权重）、Local Preference（本地优先）、AS-path （自治系统路径）、Origin Code（起源）、MED（公制值）、ROUTER_ID（路由器标识）等条件进行比较选路。
假设每条路由的Weight、Local Preference、AS-path、Origin Code 完全一样，全网打开IBGP负载均衡，则从源到目的的所有路径上只要MED路径相同，均可实现负载分担，如此带来的弊端是一方面从源到目的的流量在大量路由器之间穿透，各路径之间的流量难以控制，另一方面目前INTERNET全网路由约20万条，各路由器路由转发表将十分庞大，对设备资源消耗过多，影响路由器的性能。
如果不打开IBGP的负载均衡，将会引发另外一个问题——如果目的网络有两台负载均衡路由器，假设源到目的路由的Weight、Local Preference、AS-path、Origin Code、MED均相同，则根据IBGP选路顺序，在Weight、Local Preference、AS-path、Origin Code、MED均相同的情况下，根据ROUTER_ID大小进行选路，因此从源到目的流量只选择ROUTER_ID小的路由器，不能做到负载均衡。
BGP的原理和实现
BGP的原理和实现BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）是一种用于在互联网中交换路由信息的动态路由协议。
它对互联网的可扩展性和稳定性起着关键作用。
本文将详细介绍BGP协议的原理和实现。
一、BGP的原理1.1背景知识在互联网中，路由器是实现互联网互联的关键设备。
每台路由器都维护着一张路由表，用于确定如何将数据包传输到目的地。
而BGP协议则是用于在不同自治系统（AS）之间交换路由信息的协议。
一个自治系统是一组具有相同路由策略的网络，由一个或多个运营者管理。
1.2BGP的工作原理BGP协议使用TCP协议进行可靠的路由信息交换。
它在两个不同的AS 之间建立TCP连接，并通过这个连接进行路由信息交换。
BGP协议交换的是网络前缀（也称为路由）和相应的路径属性。
BGP的工作原理可以分为以下几个步骤：（1）建立BGP邻居关系：两个相邻的BGP路由器之间需要建立邻居关系，通过建立TCP连接来进行通信。
（2）交换路由信息：一旦建立了邻居关系，路由器之间开始交换路由信息。
每个路由器向邻居发送它拥有的路由信息，以及该路由的路径属性。
（3）决策路径：一旦收到路由信息，BGP路由器将使用一系列的路由选择规则来决定最佳路径。
这些规则包括可达性、AS路径长度、自治系统的策略等因素。
（4）更新路由表：BGP路由器根据最佳路径决策算法更新自己的路由表，以便选择最佳路径向其他路由器转发数据包。
（5）持续监控：BGP路由器会持续监控邻居之间的连接，如果发现连接中断或者出现问题，将会立即重新建立连接。
1.3BGP的特点BGP协议具有以下几个特点：（1）BGP协议是一种路径矢量协议，它交换的是网络前缀和路径属性信息。
（2）BGP协议是一种自治系统之间的协议，用于跨自治系统的路由信息交换。
（3）BGP协议具有较强的可扩展性，能够支持互联网规模的路由表。
（4）BGP协议具有良好的稳定性，能够快速适应网络拓扑和路由变化。
利用BGP虚拟下一跳技术实现IP骨干网流量负载均衡
利用BGP虚拟下一跳技术实现IP骨干网流量负载均衡BGP（边界网关协议）是一种广域网路由协议，常用于实现互联网中的骨干网。
BGP虚拟下一跳技术可以通过将多个BGP路由器的下一跳地址设置为同一个虚拟IP地址，来实现骨干网的流量负载均衡。
在本文中，我们将详细介绍如何利用BGP虚拟下一跳技术实现IP骨干网的流量负载均衡。
1.BGP虚拟下一跳技术概述BGP虚拟下一跳技术旨在解决BGP路由器之间的流量分布不均衡的问题。
该技术通过将多个BGP路由器的下一跳地址设置为同一个虚拟IP地址，实现了在BGP路径选择过程中的负载均衡。
当多个具有相同下一跳虚拟IP地址的路由器同时宣告相同的路由时，该路由的流量会被均匀地分布到多个路由器上，从而实现流量负载均衡。
2.实施步骤以下是实施BGP虚拟下一跳技术实现IP骨干网流量负载均衡的基本步骤：步骤1：配置BGP路由器首先，需要在所有参与负载均衡的BGP路由器上进行相关配置。
这包括将所有BGP路由器的下一跳地址设置为同一个虚拟IP地址，并确保所有路由器都宣告相同的路由。
步骤2：配置负载均衡策略在BGP路由器上配置负载均衡策略，以确保在收到多个路由宣告时，能够均匀地分布流量到各个路由器上。
可以通过设置本地优先级（local preference）或使用路由映射（route map）等方式来实现负载均衡策略。
步骤3：验证配置配置完成后，需要进行验证以确保流量能够均匀地分布到多个路由器上。
可以通过监控各个BGP路由器的流量情况、路由表信息等来验证负载均衡的效果。
3.BGP虚拟下一跳技术的优势3.1提高网络性能通过将流量均匀地分布到多个路由器上，可以避免一些路由器负载过重的情况，提高网络性能和吞吐量。
3.2增强网络可靠性当一些BGP路由器发生故障时，由于其他路由器也宣告了相同的路由，流量可以无缝地切换到其他正常的路由器，从而增强了网络的可靠性和容错性。
3.3简化网络管理BGP虚拟下一跳技术可以使网络管理员更加灵活地管理网络拓扑。
BGP的原理和实现
BGP的原理和实现BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）是互联网中最常用的路由转发协议之一，用于使不同的自治系统（AS）之间交换网络前缀信息，以实现互联网的连通性和可达性。
BGP的基本原理如下：1.BGP是一种路径矢量协议，采用了AS路径作为路由选择的依据。
每个自治系统都有一个唯一的AS号，用于标识自己。
2.BGP使用TCP协议作为传输层协议，通过TCP连接来交换路由信息。
BGP会对连接进行可靠性检查和保持，以确保连接的稳定性。
3.BGP路由器通过邻居关系建立BGP对等体之间的连接。
邻居关系指的是两个BGP路由器之间的逻辑连接，通常通过直接物理链路或IP网络建立。
4. BGP路由器通过向邻居发送Update消息来交换路由信息。
Update消息中包含了本地路由器所知的前缀以及相应的AS路径信息。
5. 当BGP路由器收到Update消息时，会将其中的路由信息添加到自己的路由表中。
然后，BGP会通过向邻居发送Update消息，将这些路由信息传播给其他路由器。
6.BGP使用了一系列的路由策略来选择最佳路由。
这些策略可以基于AS路径长度、路径属性、连接性能等多个因素进行选择。
7. BGP路由器会定期发送Keepalive消息给邻居，以保持BGP邻居关系的活跃状态。
BGP的实现可以分为以下几个方面：1. 建立邻居关系：BGP路由器需要通过建立邻居关系来与其他BGP路由器进行通信。
在建立邻居关系之前，需要先配置本地路由器的AS号、IP地址等基本信息，然后配置邻居路由器的IP地址、AS号等信息。
然后，路由器会发送Open消息到邻居路由器，进行邻居关系的建立。
2. 交换路由信息：一旦邻居关系建立成功，BGP路由器就可以开始交换路由信息了。
路由器会定期发送Update消息给邻居路由器，将本地路由表中的前缀信息和相应的AS路径传递给邻居。
同时，路由器也会接收邻居路由器发送的Update消息，并将其中的前缀信息添加到自己的路由表中。
BGP负载均衡问题
BGP流量负载分担规划文/张宇弟1 BGP流量负载分担概述如何优化的利用网络带宽资源，是流量负载分担的关注重点。
BGP（Border Gateway Protocol, 边界网关协议）选择单条最优路径的这一特征往往会出现流量负载不均衡的流量模型， BGP流量负载均衡从两个角度出发解决这个问题：通过BGP强大的策略控制流量的负载均衡；通过多路径选路实现负载分担。
本文就要从这两个角度来展开分析BGP在流量负载分担方面的技术应用。
2负载均衡在实际网络中进行负载均衡需要综合考虑链路和设备节点的负载情况，在满足业务的实际需求前提下，可以通过BGP的策略工具对流量进行均衡的规划和调整。
对于一个AS来说，流量的方向分为入境和出境两个方向，这种区分对应到实际的网络有不同的规划，所以我们在此通过不同的场景进行介绍。
2.1入方向流量负载均衡图1 多宿主到不同的上游的负载均衡我们先分析一下图1的场景，AS100希望流量能够在AS200和AS300间进行负载均衡，也就是说根据业务分别映射到Link1和Link2上。
在规划中我们有如下思路：1 AS100可以在RA和RB上通过策略只向各自的对等体通告部分路由前缀，这样可以起到不同的业务对应由不同的AS承载。
如172.168.1.0/25通过RA通告给RC，172.168.1.128/25通过RB通告给RD。
这种规划能够满足流量分担的效果，但是一旦出现链路或节点的失效，就会导致部分流量无法切换，业务中断。
2 通过步骤1我们可以看到简单的通过路由过滤无法很好的实现需求。
我们可以通过对不同的前缀进行策略区分。
接着步骤1的思路，AS100希望172.168.1.0/25优先通过AS200进入，希望172.168.128.0/25优选通过AS300进入。
可以在RA 上通过策略将172.168.128.0/128通告的AS-PATH加一个AS-Number，如：1000 100。
RB上通过策略将172.168.1.0/25通告给RD的AS-PATH加一个AS-Number，如：2000 100。
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配置说明：【R1】interface Loopback0ip address 192.168.0.1 255.255.255.255interface Serial1/0no ship address 172.16.15.1 255.255.255.0interface Serial1/1no ship address 172.16.12.1 255.255.255.0interface Serial1/2no ship address 172.16.16.1 255.255.255.0interface Serial1/3no ship address 172.16.13.1 255.255.255.0ip route 10.0.0.1 255.255.255.255 172.16.13.3 【虚拟下一跳地址指向真正下一跳，并由本域内IGP(OSPF)路由引入，使本域内所有邻居都能学习到虚拟下一跳地址的路由，从而使邻居从自己学习到的路由能最优化】ip route 192.168.0.3 255.255.255.255 172.16.13.3ip prefix-list ISP-B seq 5 permit 172.16.34.0/24【做前缀列表匹配需要改变下一跳的前缀】route-map set-nexthop permit 10 【做route-map，改相应前缀下一跳性】match ip address prefix-list ISP-Bset ip next-hop 10.0.0.1route-map set-nexthop permit 20router ospf 1router-id 192.168.0.1no auto-costredistribute static metric 10 metric-type 1 subnets【引入静态路由，使域内所有IBGP邻居能学到虚拟下一跳地址，从面使邻居从自己学习到的路由能最优化】network 172.16.12.0 0.0.0.255 area 0network 172.16.15.0 0.0.0.255 area 0network 172.16.16.0 0.0.0.255 area 0network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0router bgp 100no synchronizationbgp router-id 192.168.0.1bgp log-neighbor-changesneighbor internal peer-groupneighbor internal remote-as 100neighbor internal update-source Loopback0neighbor internal route-map set-nexthop out【做出方向的ruout-map改变发向邻居路由的下一跳】neighbor 192.168.0.2 peer-group internalneighbor 192.168.0.3 remote-as 200neighbor 192.168.0.3 ebgp-multihop 255neighbor 192.168.0.3 update-source Loopback0neighbor 192.168.0.3 soft-reconfiguration inboundneighbor 192.168.0.5 peer-group internalneighbor 192.168.0.6 peer-group internalno auto-summary【R2】interface Loopback0ip address 192.168.0.2 255.255.255.255interface Serial1/0no ship address 172.16.26.2 255.255.255.0interface Serial1/1no ship address 172.16.12.2 255.255.255.0interface Serial1/2no ship address 172.16.25.2 255.255.255.0interface Serial1/3no ship address 172.16.24.2 255.255.255.0ip route 10.0.0.1 255.255.255.255 172.16.24.4【虚拟下一跳地址指向真正下一跳，并由本域内IGP(OSPF)路由引入，使本域内所有邻居都能学习到虚拟下一跳地址的路由，从而使邻居从自己学习到的路由能最优化】ip route 192.168.0.4 255.255.255.255 172.16.24.4ip prefix-list ISP-B seq 5 permit 172.16.34.0/24【做前缀列表匹配需要改变下一跳的前缀】route-map set-nexthop permit 10【做route-map，改相应前缀下一跳性】match ip address prefix-list ISP-Bset ip next-hop 10.0.0.1route-map set-nexthop permit 20router ospf 1router-id 192.168.0.2log-adjacency-changesno auto-costredistribute static metric 10 metric-type 1 subnets【引入静态路由，使域内所有IBGP邻居能学到虚拟下一跳地址，从面使邻居从自己学习到的路由能最优化】network 172.16.25.0 0.0.0.255 area 0network 172.16.26.0 0.0.0.255 area 0network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0router bgp 100no synchronizationbgp router-id 192.168.0.2bgp log-neighbor-changesneighbor internal peer-groupneighbor internal remote-as 100neighbor internal update-source Loopback0neighbor internal route-map set-nexthop out【做出方向的ruout-map改变发向邻居路由的下一跳】neighbor 192.168.0.1 peer-group internalneighbor 192.168.0.4 remote-as 200neighbor 192.168.0.4 ebgp-multihop 255neighbor 192.168.0.4 update-source Loopback0neighbor 192.168.0.5 peer-group internalneighbor 192.168.0.6 peer-group internalno auto-summary【R3】由于R3、R4域内没有其它IBGP邻居，下挂设备都运行IGP所以不需要以虚拟下一跳的方式建立EBGP邻居，可以用正常的方式建立EBGP邻居即可interface Loopback0ip address 192.168.0.3 255.255.255.255interface Serial1/0no ship address 172.16.34.3 255.255.255.0interface Serial1/3no ship address 172.16.13.3 255.255.255.0router ospf 1router-id 192.168.0.3log-adjacency-changesno auto-costnetwork 172.16.34.0 0.0.0.255 area 0router bgp 200no synchronizationbgp router-id 192.168.0.3bgp log-neighbor-changesnetwork 1.0.0.0network 172.16.34.0 mask 255.255.255.0neighbor 192.168.0.1 remote-as 100neighbor 192.168.0.1 ebgp-multihop 255neighbor 192.168.0.1 update-source Loopback0neighbor 192.168.0.1 soft-reconfiguration inboundneighbor 192.168.0.4 remote-as 200neighbor 192.168.0.4 update-source Loopback0no auto-summaryip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.13.1ip route 1.0.0.0 255.0.0.0 Null0ip route 192.168.0.1 255.255.255.255 172.16.13.1【R4】由于R3、R4域内没有其它IBGP邻居，下挂设备都运行IGP所以不需要以虚拟下一跳的方式建立EBGP邻居，可以用正常的方式建立EBGP邻居即可interface Loopback0ip address 192.168.0.4 255.255.255.255interface Serial1/0no ship address 172.16.34.4 255.255.255.0serial restart-delay 0interface Serial1/3no ship address 172.16.24.4 255.255.255.0serial restart-delay 0router ospf 1router-id 192.168.0.4log-adjacency-changesno auto-costnetwork 172.16.34.0 0.0.0.255 area 0network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0router bgp 200no synchronizationbgp router-id 192.168.0.4bgp log-neighbor-changesnetwork 1.0.0.0network 172.16.34.0 mask 255.255.255.0neighbor 192.168.0.2 remote-as 100neighbor 192.168.0.2 ebgp-multihop 255neighbor 192.168.0.2 update-source Loopback0neighbor 192.168.0.3 remote-as 200neighbor 192.168.0.3 update-source Loopback0no auto-summaryip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.24.2ip route 1.0.0.0 255.0.0.0 Null0ip route 192.168.0.2 255.255.255.255 172.16.24.2【R5】R5、R6属于域内设备不建立EBGP邻居关系，也只要以正常方式与域内其它设备建立IBGP邻居关系即可interface Loopback0ip address 192.168.0.5 255.255.255.255interface Serial1/0no ship address 172.16.15.5 255.255.255.0interface Serial1/1no ship address 172.16.56.5 255.255.255.0interface Serial1/2no ship address 172.16.25.5 255.255.255.0router ospf 1router-id 192.168.0.5log-adjacency-changesno auto-costnetwork 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0router bgp 100no synchronizationbgp router-id 192.168.0.5bgp log-neighbor-changesneighbor internal peer-groupneighbor internal remote-as 100neighbor internal update-source Loopback0neighbor 192.168.0.1 peer-group internalneighbor 192.168.0.2 peer-group internalneighbor 192.168.0.6 peer-group internalno auto-summary【R6】R5、R6属于域内设备不建立EBGP邻居关系，也只要以正常方式与域内其它设备建立IBGP邻居关系即可interface Loopback0ip address 192.168.0.6 255.255.255.255interface Serial1/0no ship address 172.16.26.6 255.255.255.0interface Serial1/1no ship address 172.16.56.6 255.255.255.0interface Serial1/2no ship address 172.16.16.6 255.255.255.0router ospf 1router-id 192.168.0.6log-adjacency-changesno auto-costnetwork 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0router bgp 100no synchronizationbgp router-id 192.168.0.6bgp log-neighbor-changesneighbor internal peer-groupneighbor internal remote-as 100neighbor internal update-source Loopback0neighbor 192.168.0.1 peer-group internalneighbor 192.168.0.2 peer-group internalneighbor 192.168.0.5 peer-group internalno auto-summary。