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IPv6 BGP技术白皮书
关键词：IPv6 BGP，BGP-4，6PE，MPLS
摘 要：IPv6 BGP是由BGP-4扩展而来的用于IPv6网络中的域间路由协议。本文详细描述了IPv6 BGP对BGP-4的扩展及典型组网应用。
缩略语：
缩略语 | 英文全名 | 中文解释 |
6PE | IPv6 Provider Edge | IPv6供应商边缘 |
AFI | Address Family Identifier | 地址族 |
AS | Autonomous System | 自治系统 |
BGP | Border Gateway Protocol | 边界网关协议 |
EBGP | External Border Gateway Protocol | 外部边界网关协议 |
IBGP | Internal Border Gateway Protocol | 内部边界网关协议 |
IETF | Internet Engineering Task Force | 因特网工程任务组 |
ISP | Internet service provider | 因特网服务提供商 |
MPLS | Multi Protocol Label Switching | 多协议标签交换 |
NLRI | Network Layer Reachability Information | 网络层可达信息 |
SAFI | Subsequent Address Family Identifier | 子地址族 |
VPN | Virtual Private Network | 虚拟专用网 |
目 录
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。对于使用其它网络层协议（如IPv6等）的应用，在跨自治系统传播时就受到一定限制。
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是利用BGP的多协议扩展属性，来达到在IPv6网络中应用的目的，BGP-4原有的消息机制和路由机制并没有改变。
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：
l 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。
l 下一跳信息支持对IPv6地址的支持，不仅支持全球单播IPv6地址还可支持本地链路IPv6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。
MP_REACH_NLRI和MP_UNREACH_NLRI是IPv6 BGP引入的两个新的路径属性：
l 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。
l 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过渡的，因此，不支持多协议扩展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。
下面详细介绍这两个扩展属性。
图1 MP_REACH_NLRI结构图
MP_REACH_NLRI各字段含义如下：
l AFI（Address Family Identifier）：取值为2，表示网络层协议所属的地址类，用于指明携带的IPv6可达路由信息。
l 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。
l 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表示包含本地链路地址。
l 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。
l Number of SNPAs：1字节，保留位，取值为0。
l 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：
l 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；
l 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；
l Network Layer UnReachability Information：携带的IPv6不可达路由信息。
图3 纯IPv6网络组网应用
在一个纯IPv6网络中，要求通过IPv6 BGP实现AS 65008与AS 65009自治域网络互通。如图3所示，所有路由器都运行IPv6 BGP，Router A和Router B之间建立EBGP连接，Router B、Router C和Router D之间建立IBGP全连接。
图4 6PE组网图
6PE是一种过渡技术，能利用IPv6 IBGP将IPv6路由信息打上MPLS标签发布到IPv4/MPLS骨干网中，并通过PE之间的LSP实现IPv6之间的互通。
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。
使用6PE具有以下一些优点：
l 所有配置在PE上完成，用户网络感知不到IPv4网络的存在。
l 能够很好的利用ISP现有的MPLS网络资源，对运营商网络改造小。
l PE与CE之间可以使用现有任何IPv6路由协议。
l 6PE设备可以同时为用户提供IPv6和IPv4 VPN等多种业务。
l ISP可以使用多种路由协议与用户网络连接。
l RFC2545：Use of BGP-4 MultiProtocol Extensions for IPv6 Inter-Domain Routing
l RFC2858：MultiProtocol Extensions for BGP-4
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