CN101141382A - 路由更新方法和路由器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了使用边界网关协议的路由更新方法，包括：在路由通告时，路由器向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，所述邻居路由器根据所述信息增加路由；在路由撤销时，路由器向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息，所述邻居路由器根据所述信息携带的撤销路由下一跳消息撤销路由。相应的，本发明还公开了使用边界网关协议的路由器。本发明能够实现路由的负载分担，提高网络运行质量。

Description

路由更新方法和路由器
技术领域
本发明涉及边界网关协议技术，尤其涉及在使用边界网关协议的路由更新方法和使用边界网关协议的路由器。
背景技术
边界网关协议(BGP，Border Gateway Protocol)是一种自治系统(AS，Autonomous System)间的动态路由发现协议，它的基本功能是在自治系统间自动交换无环路的路由信息。与开放最短路径协议(OSPF，Open Shortest PathFirst)和路由信息协议(RIP，Routing Information Protocol)等在自治区域内部运行的协议对应，BGP是一类外部网关协议(EGP，Edge Gateway Protocol)，而OSPF和RIP等为内部网关协议(IGP，Interior Gateway Protocol)。
BGP连接有两种类型，IBGP(Internal BGP)和EBGP(External BGP)。在同一AS自治区域中建立的BGP连接称为IBGP，不同AS自治区域间的BGP连接为EBGP连接。
运行于同一AS自治系统中的BGP路由器，因为协议功能和机制的约束要求全连接，即任意两个运行BGP的路由器间都要有IBGP连接。建立连接关系的两个路由器互为邻居关系。其中IBGP连接为TCP连接，而非物理连接，要求较高，复杂度为N平方，比如，如果一个自治系统内有N台路由器，如果全连接，就需要建立N(N-1)/2个IBGP连接。路由反射器(RR，Router Reflector)的应用有效的减少了IBGP邻居建立的数量问题。请参考图1，为采用反射器组网的拓扑图。反射器组网的概念将一个自治系统内运行BGP协议的路由器分成了RR101、客户机102以及非客户机103。根据反射器协议规定，自治系统内部的非客户机103和反射器101之间保持全连接，客户机102与反射器101之间必须建立IBGP邻居关系。路由发布策略为：反射器101将客户机102发来的路由发布给其他客户机102和非客户机103，将非客户端103发来的路由发布给所有客户端101。
请参考图2，为使用边界网关协议的网络示意图。在接入端，用户为了网络健壮性，一般要与骨干网建立两条路径，接入到骨干网中不同的路由器中，以提供冗余备份，当然，在网络稳定的前提下，用户希望两条链路同时有业务流量，实现负载分担。CE端用户路由器RTA205通过路由器PE1202和路由器PE2203接入运营商骨干网，为减少BGP邻居数量，骨干网中有一台路由器配置为反射器RR 201，路由器PE1202，路由器PE2203和路由器PE3204都是这个反射器的客户端，客户端之间，如路由器PE1202和路由器PE3204，路由器PE2203与路由器PE3204之间不再需要配置BGP邻居关系。当反射器RR 201分别从路由器PE1202和路由器PE2203收到用户端路由，根据BGP选路规则，选择其中一条最优的路由发给路由器PE3204，这样，从路由器PE3204向用户自治系统AS65535发送的流量只能走PE3-PE1-RTA或者PE3-PE2-RTA，具体路由根据反射器RR 201选路规则而定。当出现路由失效时，反射器RR 201重新将另一条路由发送给路由器PE3204，以实现路由收敛。
从以上的现有技术可以看出，当本地存有多条到达同一目的地址的路由时，当前路由器只向邻居发送一条最优路由，无法实现负载分担。进一步，当这条路由失效之后，到达该目的地的流量将会中断，需要路由重新收敛后，业务才能恢复，无法实现路由的快速切换。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供使用边界网关协议的路由更新方法和路由器，以实现路由的负载分担，提高网络运行质量。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种路由更新方法，使用边界网关协议，其特征在于，包括：在路由通告时，路由器向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，所述邻居路由器根据所述信息增加路由；在路由撤销时，路由器向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息，所述邻居路由器根据所述信息携带的撤销路由下一跳消息撤销路由。
优选的，所述发送路由信息过程为，当存在至少两条到达同一目的地址且下一跳不同的路由时，路由器从每个下一跳选定一条路由，向邻居路由器发送到达同一目的地址的所述选定路由信息。
优选的，所述在路由撤销时路由器发送的信息进一步携带路径属性长度、路径属性和网络层可达性信息。
优选的，在路由通告前，路由器之间建立邻居关系。
优选的，所述建立过程包括：路由器之间通告可以处理到达同一目的地址的多路由信息的能力和可以处理携带撤销路由下一跳消息的信息的能力，进行能力协商，建立邻居关系。
优选的，所述路由器发送的路由信息为，不增加新属性的路由信息。
一种使用边界网关协议的路由器，包括路由更新信息发送单元和路由表单元：路由更新信息发送单元，用于在路由通告时，向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，在路由撤销时，向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息；路由表单元，用于当接收到邻居路由器发送的到达同一目的地址的至少两条路由信息时，根据所述信息增加路由，当接收到邻居路由器发送的携带撤销路由下一跳消息的信息时，根据所述信息携带的撤销路由下一跳消息撤销路由。
优选的，还包括邻居关系建立单元：邻居关系建立单元，用于在路由通告前，路由器之间通告可以处理到达同一目的地址的多路由信息的能力和可以处理携带撤销路由下一跳消息的信息的能力，进行能力协商，建立邻居关系。
从以上技术方案可以看出，由于在本发明中，路由器向邻居路由器发送到达同一目的地址的全部路由信息，路由器对同一目的地址可以保持多条路由连接，从而实现路由的负载分担。进一步，由于本发明路由器对同一目的地址可以保持多条路由连接，当其中一条路由出现故障时，路由器向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息，邻居路由器根据所述信息中携带的下一跳信息撤销路由，从而实现将失效的路由流量快速切换到其他路由上，提高网络运行质量。
附图说明
图1为采用反射器组网的拓扑图；
图2为使用边界网关协议的网络示意图；
图3为本发明路由更新方法流程图；
图4为本发明的路由器示意图。
具体实施方式
本发明提供了使用边界网关协议的路由更新方法和路由器，其核心思想是：在路由通告前，路由器之间进行能力协商，建立邻居关系，在路由通告时，路由器向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，在路由撤销时，路由器向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息，所述邻居路由器根据接收到的信息进行路由更新。
请参考图3，为本发明路由更新方法流程图。
步骤301，在路由通告前，路由器之间通告可以处理到达同一目的地址的多路由信息的能力和可以处理携带撤销路由下一跳消息的信息的能力，进行能力协商，建立邻居关系。
按照BGP规则，支持能力通告的BGP路由器在与对端路由器建立连接时在OPEN报文中携带能力参数，接收端根据这些参数判断对端支持的能力是否与本端相符，如果不相符，即本端不支持其中的某些能力，则发送NOTIFICATION通告对端本端不支持的能力，对端在接收到该信息后，重新发送OPEN报文，该报文中只携带对端支持的能力参数。
所述OPEN报文主要用于建立邻居关系，是BGP路由器之间的初始握手信息，发送在其他任何通告信息之前，使用OPEN报文可以交换BGP的版本、ASNumber、实现邻接关系的保持时间、本地路由器标识、BGP的标识符、能力通告等信息，通过OPEN报文可以协商BGP的能力参数。接收端路由器收到OPEN报文之后，以KEEPALIVE报文做出响应，一旦握手成功，互为邻居关系的路由器之间就会进行UPDATE更新。
所述KEEPALIVE报文主要用来实现邻居路由器之间的连接可靠性确认，由于它只是用来确认邻居关系，所以它没有报文体只有报文头。当路由器建立了邻居关系之后，它就会以KEEPALIVE报文用设定的时间周期性的向邻居路由器发送，间隔时间缺省是60秒。
所述NOTIFICATION报文用于在检测BGP邻接关系出现差错时，进行差错通告。这个差错有可能是人为的也有可能是系统的，包括连接中断和OPEN报文协商出错等，当路由器发现BGP邻接关系出现差错时，向邻居路由器发送NOTIFICATION报文。
所述能力参数报文格式如下：
  Capability Code(1字节)
  Capability Length(1字节)
  Capability Value(变长)
其中：
Capability Code：能力标识信息
Capability Length：能力参数值域的长度；
Capability Value：能力的值，根据Capability Code信息进行相应的解析。
每次能力协商可以携带一个或多个这样的信息，每个信息表示一种能力。
参考上述能力参数报文格式，本发明增加一种能力通告类型，其中，Capability Code值需要向官方机构IANA申请，Capability Length为4字节。Capability Value的内容定义如下：
  AFI   Res.   SAFI
AFI：地址族信息，标识哪种协议地址族支持该特性
Res：保留字段
SAFI：子地址族信息。
在建立连接时，建立邻居关系的路由器在OPEN报文中使用本技术方案定义的能力参数，将支持到达同一目的地址的多路由处理信息的能力和可以处理携带有撤销路由下一跳消息的信息的能力通知给对方，从而进行能力协商。
步骤302，当协商通过，双方建立BGP邻居关系；在路由通告时，路由器向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，所述邻居路由器根据所述信息增加路由。
发送端路由器使用UPDATE报文向邻居路由器通报路由，发送的路由信息不增加新属性。
所述UPDATE报文用于在互为邻居关系的路由器之间交换路由信息，它最多由三部分组成：不可达路由(unreachable)、路径属性(path attributes)和网络可达性信息(NLRI，network layer reachabilty information)。UPDATE报文可以通告一条路由也可以撤销多条不通的路由。
其中，当存在至少两条到达同一目的地址且下一跳不同的路由时，路由器从每个下一跳选定一条路由，向邻居路由器发送到达同一目的地址的所述选定路由信息。
步骤303，在路由撤销时，路由器向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息，所述邻居路由器根据所述信息携带的撤销路由下一跳消息撤销路由。
发送端路由器向接收端路由器通告目的地址和下一跳消息，具体指定要撤销的路由。本发明在UPDATE报文中新增加一个字段，用以携带需要撤销的路由的下一跳，具体报文内容如下：
  撤销路由长度
  撤销路由下一跳
  撤销路由
  路径属性长度
  路径属性
网络层可达性信息(NLRI)
与现有报文相比，增加了第二行：撤销路由下一跳信息。以上报文格式为通用格式，在撤销时，没有最后三行的信息。这样，接收端路由器在收到这样的报文，根据撤销路由字段内的NLRI信息(目的地址)和撤销路由下一跳消息，在路由表中查找该路由，执行撤销操作。
以下以图2为例，说明本发明的具体应用。
反射器RR 201与路由器PE1202、路由器PE2203和路由器PE3204建立连接的时候，协商支持到达同一目的地址的多路由处理能力和可以处理携带有撤销路由下一跳消息的信息能力，建立邻居关系，路由器PE1202，路由器PE2203和路由器PE3204是反射器客户端。在路由通告的时候，反射器RR 201将两条路由同时发送给路由器PE3204，这样，路由器PE3204将有两条到达AS65535的路径：PE3-PE1-RTA和PE3-PE2-RTA。这时，路由器PE3204到达AS65535的流量可以一部分走PE3-PE1-RTA，即路由器PE3204将该部分流量从连接到路由器PE1202的出接口发送出去；一部分走PE3-PE2-RTA，即路由器PE3204将该部分流量从连接到路由器PE2203的出接口发送出去，从而实现流量的负载分担。当路由器PE1202与反射器RR 201之间的链路由于故障断开后，由于反射器RR 201在路由通告的时候发送多条路由给路由器PE3204，路由器PE3204还有PE3-PE2-RTA路径保持连通，反射器RR 201向路由器PE3204发送路由撤销信息，所有经过路由器PE1202的路由将会无效，在收到撤销信息时，路由器PE3204可以将所有从PE3-PE1-RTA发送出去的流量迅速切换到PE3-PE2-RTA，使流量不会中断，保护用户业务不受影响，从而实现路由备份，提高网络运行质量。
从上述实施例可以看出，本发明解决了使用BGP的网络系统不能进行负载分担的问题，通过引入一种新的可选能力通告来标识路由器的此种处理能力，并通过BGP协议标准的可选能力协商过程，对于已有设备实现无缝的向下兼容。
请参考图4，为本发明的路由器示意图。一种使用边界网关协议的路由器400，包括邻居关系建立单元401、路由更新信息发送单元402和路由表单元403：
邻居关系建立单元401，用于在路由通告前，路由器之间通告可以处理到达同一目的地址的多路由信息的能力和可以处理携带撤销路由下一跳消息的信息的能力，进行能力协商，建立邻居关系。
路由更新信息发送单元402，用于在路由通告时，向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，在路由撤销时，向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息；
路由表单元403，用于当接收到邻居路由器发送的到达同一目的地址的至少两条路由信息时，根据所述信息增加路由，当接收到邻居路由器发送的携带撤销路由下一跳消息的信息时，根据所述信息携带的撤销路由下一跳消息撤销路由。
以上对本发明所提供的路由更新方法和路由器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种路由更新方法，使用边界网关协议，其特征在于，包括：
在路由通告时，路由器向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，所述邻居路由器根据所述信息增加路由；
在路由撤销时，路由器向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息，所述邻居路由器根据所述信息携带的撤销路由下一跳消息撤销路由。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送路由信息过程为，当存在至少两条到达同一目的地址且下一跳不同的路由时，路由器从每个下一跳选定一条路由，向邻居路由器发送到达同一目的地址的所述选定路由信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在路由撤销时路由器发送的信息进一步携带路径属性长度、路径属性和网络层可达性信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在路由通告前，路由器之间建立邻居关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述建立过程包括：路由器之间通告可以处理到达同一目的地址的多路由信息的能力和可以处理携带撤销路由下一跳消息的信息的能力，进行能力协商，建立邻居关系。
6.根据权利要求1至5其中一种所述的方法，其特征在于，所述路由器发送的路由信息为，不增加新属性的路由信息。
7.一种使用边界网关协议的路由器，其特征在于，包括路由更新信息发送单元和路由表单元：
路由更新信息发送单元，用于在路由通告时，向邻居路由器发送到达同一目的地址的至少两条路由信息，在路由撤销时，向邻居路由器发送携带撤销路由下一跳消息的信息；
路由表单元，用于当接收到邻居路由器发送的到达同一目的地址的至少两条路由信息时，根据所述信息增加路由，当接收到邻居路由器发送的携带撤销路由下一跳消息的信息时，根据所述信息携带的撤销路由下一跳消息撤销路由。
8.根据权利要求7所述的路由器，其特征在于，还包括邻居关系建立单元：
邻居关系建立单元，用于在路由通告前，路由器之间通告可以处理到达同一目的地址的多路由信息的能力和可以处理携带撤销路由下一跳消息的信息的能力，进行能力协商，建立邻居关系。
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