第六單元－外部路由

一、Autonomous Systems

自治系統AS：用由ICANN唯一分配的AS號標識，AS可以獨立地決定網路的互聯關係，以便更有效地進行路由選擇。管理域控制了路由的擴散，因此產生外部路由的概念，外部路由是可達性的路由資訊，而內部路由是可操作的路由資訊

AS內部使用內部路由協議 (IGP) ，AS之間的路由使用外部路由協議(EGP)

ASN的管理：ASN由5個Regional Internet Registry負責分配，

Transit：Transit 是客戶和供應者AS之間的商業關係

Peering：Peering關係指兩個AS之間協商僅在它們以及他們的客戶AS之間交換流量，也就是相互通告相應的路由，以改善相互間的可達性以及健碩性，並減少向上遊的轉送成本。

AS之間的連線關係：效益最大化 vs. 收益最大化Customer-Provider、Sibling-Sibling、Backup Sibling、Indirect Peer、ISP希望尋求有利於自己的互聯方式 Valley-free原則

Point-Of-Presence：ISP的外邊界點稱為POP。ISP的POP覆蓋範圍確定它的規模，如全國性網路或區域性網路。POP分為接入點(access points)和互聯點(peering points) 高級別ISP之間特設的互聯點，通過它可實現這些ISP之間的互聯，並對這種互聯實施路由政策和管理（如進行計費）

接入點的實現結構：通過高密度的接入裝置實現端系統的匯聚、提供接入網與主幹網之間的邊界控制、通常採用多機備份結構

互聯點的實現結構：基於L2的IXP結構（參加互聯的各路由器之間存在一個全互聯的拓撲結構）、基於L3的IXP結構（採用路由仲裁者（RA）作為中央處理器）

二、Border Gateway Protocol

AS的邊界路由器稱為BGP路由器，要求相鄰AS中的兩個 BGP路由器必須處於同一個物理網中。BGP向鄰接點通告路由資訊（基於逐跳的路由模型）

初始交換規程：BGP使用TCP作為傳輸協議，BGP在TCP建立之後，雙方均要傳送 open報文，以協商連線的引數。如果兩個 BGP路由器同時發起連線建立的要求，則會發生連線建立衝突，這時使用 BGP連線識別符號值大的一方所發起建立的連線；

BGP UPDATE Message：當BGP連線建立之後，BGP路由器就開始使用UPDATE報文進行路由更新資訊的交換

路徑屬性：路徑屬性的形式為<屬性型別，屬性長度，屬性值>，長度可變。

路徑屬性的類別：公認必遵、公認自決、可選過渡、可選非過渡

ORIGIN Path Attribute：公認必遵，型別碼＝1AS_PATH Attribute：公認必遵，型別碼＝2

Path Vectors：從源點到宿點所經歷的AS序列，生成或更新時要檢測路由迴路

Next Hop Path Attribute：公認必遵，型別碼＝3  LOCAL PREF Path Attribute：公認自決，型別碼＝5，使管理員有能力為AS內外出的路由確定使用優先順序Multi-exit Discriminator (MED) Path Attribute：可選非傳遞， 型別碼＝4它可以在多歸路的情況下為一個外部路由定義權重，值小者優先Community Path Attribute可選傳遞，4位元組長，型別碼＝8;

Policy With BGP：BGP通過基於屬性和本地需求從多個備選方案中選擇路徑並控制到其他AS的廣告來實施策略。策略不是BGP的一部分：它們作為配置資訊提供給BGP

BGP的路由選擇模型：BGP協議存在自己的路由表，與路由器正在使用的IP路由表不同，後者是供IGP使用的

Routing Information Bases (RIB)路由資訊存放在RIBs中，RIB-In：從其他路由器學習的路由資訊（未處理的路由資訊）Loc-RIB：從Adj-RIB-In中選擇的本地路由資訊（本地選擇的路由）RIB-Out：廣告要向同行宣傳（廣告宣傳路線）

三、Application

在BGP中預設路由的通告為0/0，提供這個路由，表示願意作為對方的預設路由出口。

單歸路連線：使用者與ISP之間只有一條鏈路連線，Provider/Customer或Peer/Peer關係，Stub Network

Multihoming：More than one link external to the local network。多歸路路由：Multi-homing：路由的冗餘度可以為流量提供多個迂迴路由，這要求與一個或多個AS建立多條連線。、對稱性、負載平衡、負載均衡主要是靠對路由使用的來實現的，選擇向外通告的路由還影響入流量，而來自外部的路由更新會影響出流量

PA地址方式的多歸路：網路A從ISP1得到IP地址，並同時與ISP1和ISP2互聯以構成多歸路。

PI地址方式的多歸路：網路A從ISP3獲得IP地址，並與ISP1和ISP2構成多歸路

Multi-Homed Stub Network：使用BGP進行負載均衡、要求使用私有ASN、上行AS需要向外通告這個網路的地址，使其從外部可達、訪問能力受上行AS的限制

有多種應用的可能，例如：在同一個ISP中的分流、作為備份鏈路、進行負載均衡、有選擇地使用不同ISP的服務

Two Links to the Same ISP：兩條鏈路上通告的IP地址如果相同，則構成主備關係；如果不同則構成分流關係。

Two links to different ISPs (主備關係) Two links to different ISPs (負載均衡) 在不同ISP之間進行負載均衡

Private-AS的應用場景：使用者在自己的主幹網中實現多歸路接入、一個企業網通過ISP的主幹網實現分佈在多個地區的子網互聯、實現BGP聯邦

Internal v.s. External BGP

R3和R4可以使用BGP學習路由，但是R1和R2如何學習路由？選項1：在IGP中注入路由-只適用於小路由表選項2：使用i-BGP，例如OSPF的ABR

IBGP：在同一AS內的BGP路由器之間使用，IBGP路由器之間不通告間接獲得的路由資訊，因此AS內所有的IBGP路由器之間都必須相互建立相鄰關係。BGP必須與域內的IGP同步，必須等IGP作出路由更新之後再向外進行路由通告。

路由反射器：AS內所有的BGP路由器之間需要手工建立兩兩的對等相鄰關係，稱為BGP路由器的全閉合網、指定一個BGP路由器作為AS內BGP會話的中心點，稱為路由反射器，它可以大大降低全閉合網的複雜程度。與路由反射器有相鄰對等關係的BGP路由器稱為其客戶機

關於RR的討論：優點（減少i-BGP的會話數和手工配置工作量）缺點RR的設立削弱了路由的魯棒性

域間路由控制：通過協議或網管獲得AS的拓撲結構與路由器配置，通過測量或SLA定義獲得需求矩陣，路由控制根據優化目標計算需調整的引數

完全自私的結構：RR實現流量需求統計、路由優化控制和引數設定功能、邊界路由器Ri與RR之間使用iBGP交換資訊和進行配置控制、優化只根據本域的目標，只適合Stub型別的AS

Non-Stub型別AS的路由優化

相鄰域協商結構

每個AS有個路由優化器，根據自己的拓撲結構和需求資訊生成一個路徑推薦表

基於覆蓋網路的協商結構

每個AS定義一個或多個多宿主伺服器MHS，通過iBGP接收該域內所有eBGP路由器的路由資訊