IPv6 BGP技术介绍

IPv6 BGP是由BGP-4扩展而来的用于IPv6网络中的域间路由协议。

1  概述

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。

2  IPv6 BGP对BGP-4的扩展

2.1  扩展思路

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：

• 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。
• 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。

2.2  扩展属性介绍

MP_REACH_NLRI和MP_UNREACH_NLRI是IPv6 BGP引入的两个新的路径属性：

• 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。
• 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。

1. MP_REACH_NLRI

图1 MP_REACH_NLRI结构图

MP_REACH_NLRI各字段含义如下：

• 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。
• 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。
• 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。
• 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。
• Number of SNPAs：1字节，保留位，取值为0。
• Network Layer Reachability Information：携带的IPv6可达路由信息，包括IPv6前缀。

2. MP_UNREACH_NLRI

图2 MP_UNREACH_NLRI结构图

MP_UNREACH_NLRI各字段含义如下：

• 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；
• 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；
• Network Layer UnReachability Information：携带的IPv6不可达路由信息。

3  典型组网应用

3.1  纯IPv6网络组网应用

1. 组网图

图3 纯IPv6网络组网应用

2. 组网需求

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。

3.2  6PE组网应用

1. 组网图

图4 6PE组网图

2. 组网需求

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：

• 所有配置在PE上完成，用户网络感知不到IPv4网络的存在。
• 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。
• PE与CE之间可以使用现有任何IPv6路由协议。
• 6PE设备可以同时为用户提供IPv6和IPv4 VPN等多种业务。
• ISP可以使用多种路由协议与用户网络连接。

4  参考文献

• RFC2545：Use of BGP-4 MultiProtocol Extensions for IPv6 Inter-Domain Routing
• RFC2858：MultiProtocol Extensions for BGP-4

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