本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及BGP路由通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種BGP路由通告限速方法和BGP路由通信方法。

背景技術(shù)：

網(wǎng)絡(luò)扁平化是當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的趨勢(shì)，Leaf-Spine和Hub-And-Spoke型拓?fù)涫瞧渲械囊环N典型組網(wǎng)形態(tài)。在這兩種拓?fù)渲?，Spine/Hub路由器需要與大量的路由器建立鄰居關(guān)系。這兩種組網(wǎng)方式給網(wǎng)絡(luò)路由器帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

而且，在目前主流的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心中，三層組網(wǎng)方式已經(jīng)漸漸替代二層組網(wǎng)方式，根本原因如下：傳統(tǒng)的二層網(wǎng)絡(luò)主要依靠STP(生成樹(shù)協(xié)議)來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路問(wèn)題，該協(xié)議主要靠強(qiáng)制關(guān)閉某些鏈路，從而將網(wǎng)狀拓?fù)浜?jiǎn)化為樹(shù)狀拓?fù)鋪?lái)解決問(wèn)題。該協(xié)議所帶來(lái)的問(wèn)題就是冗余鏈路無(wú)法充分利用。其他某些協(xié)議，如mLAG(多機(jī)鏈路聚合)，IRF(智能彈性架構(gòu))也未能完全解決二層網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路問(wèn)題；而具有一定創(chuàng)新性的TRILL協(xié)議，由于與現(xiàn)有設(shè)備不兼容，導(dǎo)致多年來(lái)一直無(wú)法商用。而三層組網(wǎng)中，依靠路由協(xié)議動(dòng)態(tài)計(jì)算，能夠?qū)δ康木W(wǎng)段形成ECMP(等效多路徑負(fù)載均衡)，從而充分利用網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路。所以，三層組網(wǎng)方式在各大互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心中已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。

當(dāng)客戶(hù)采用三層組網(wǎng)方式之后，原先主要應(yīng)用于自治系統(tǒng)間互通的BGP協(xié)議由于其出色的流量控制策略和收斂性能，正漸漸替換OSPF，成為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部路由協(xié)議的主流選擇。

BGP(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)協(xié)議使用TCP協(xié)議來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性信息和心跳報(bào)文。在Leaf-Spine或Hub-And-Spoke拓?fù)渲?，Spine/Hub路由器需要與大量的路由器建立鄰居關(guān)系，比如在某些大型數(shù)據(jù)中心中，需要與48-96個(gè)Leaf路由器建立鄰居。當(dāng)BGP協(xié)議與這些路由器同時(shí)建立鄰居關(guān)系時(shí)，這些鄰居會(huì)發(fā)送大量路由過(guò)來(lái)，導(dǎo)致Spine路由器CPU利用率過(guò)高，無(wú)法及時(shí)處理這些路由，從而導(dǎo)致鄰居斷鏈。而鄰居斷鏈又會(huì)導(dǎo)致重新建立鄰居，重新發(fā)送路由，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)陷入一種不穩(wěn)定狀態(tài)，并且無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)。

舉例來(lái)說(shuō)，BGP路由器X與100個(gè)其他路由器建立鄰居關(guān)系，心跳超時(shí)時(shí)間為3秒。在鄰居建鏈階段，每個(gè)鄰居需要發(fā)送大量的路由給路由器X。BGP路由通告報(bào)文最長(zhǎng)為4096個(gè)字節(jié)，按網(wǎng)絡(luò)前綴16位計(jì)算，每個(gè)BGP路由通告報(bào)文大約包含1333條路由。如果路由器X依次處理這些鄰居發(fā)送過(guò)來(lái)的路由通告報(bào)文，它必須在3秒鐘內(nèi)處理100個(gè)路由通告報(bào)文，也就是133300條路由。否則，就會(huì)由于某些鄰居的路由通告報(bào)文無(wú)法及時(shí)處理，導(dǎo)致鄰居斷鏈。這對(duì)于大多數(shù)路由器來(lái)說(shuō)，是一種相當(dāng)困難的挑戰(zhàn)。而現(xiàn)今的大多數(shù)路由器的實(shí)現(xiàn)做不到按順序依次處理每個(gè)鄰居的路由通告報(bào)文，從而會(huì)導(dǎo)致該問(wèn)題更加突出。

該問(wèn)題是隨著近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)和規(guī)模的擴(kuò)大才漸漸浮現(xiàn)出來(lái)的，所以目前尚沒(méi)有有效的解決方案。

BGP使用TCP作為傳輸層協(xié)議，TCP自帶流量控制機(jī)制，能夠控制從鄰居收到的BGP消息數(shù)目，但是無(wú)法從根本上解決上述問(wèn)題。因?yàn)門(mén)CP滑動(dòng)窗口的典型值是16K字節(jié)，遠(yuǎn)大于一個(gè)BGP路由通告報(bào)文的大小。當(dāng)減小滑動(dòng)窗口的大小，可以減少某段時(shí)間中發(fā)送BGP路由通告報(bào)文的數(shù)目，但是最小需要允許發(fā)送一個(gè)報(bào)文，無(wú)法從根本上解決該問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種BGP路由通告限速方法和BGP路由通信方法，解決了BGP路由器與大量鄰居建鏈時(shí)，因?yàn)榻邮章酚蛇^(guò)多、無(wú)法及時(shí)處理導(dǎo)致的鄰居斷鏈問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有如下構(gòu)成：

該BGP路由通告限速方法，其特征在于，所述的限速方法為：各個(gè)BGP路由器向鄰居路由器發(fā)送路由通告限速信息。

較佳地，所述的路由通告限速信息包括路由通告瞬時(shí)速率和路由通告平均速率。

本發(fā)明還涉及一種BGP路由通信方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步驟：

(1)各個(gè)BGP路由器向鄰居路由器交互路由通告限速信息；

(2)各個(gè)BGP路由器和鄰居路由器之間依據(jù)所述的路由通告限速信息進(jìn)行路由通告報(bào)文通信。

較佳地，所述的路由通告限速信息包括路由通告瞬時(shí)速率和路由通告平均速率。

較佳地，所述的步驟(1)之前，還包括以下步驟：

(0)各個(gè)BGP路由器和鄰居路由器建立TCP連接。

更佳地，所述的步驟(0)包括以下步驟：

(0-1)各個(gè)BGP路由器向鄰居路由器發(fā)起TCP連接；

(0-2)各個(gè)BGP路由器向鄰居路由器發(fā)送BGP開(kāi)始報(bào)文并接收鄰居路由器發(fā)送的BGP開(kāi)始報(bào)文。

較佳地，所述的步驟(1)，包括以下步驟：

(1-1)各個(gè)BGP路由器向鄰居路由器發(fā)送BGP心跳報(bào)文并接收鄰居路由器發(fā)送的BGP心跳報(bào)文；

(1-2)各個(gè)BGP路由器向鄰居路由器發(fā)送BGP路由通告限速報(bào)文并接收鄰居路由器發(fā)送的BGP路由通告限速報(bào)文，所述的BGP路由通告限速報(bào)文中包含有發(fā)送方的路由通告限速信息。

較佳地，所述的通信方法還包括：

各個(gè)BGP路由器調(diào)整路由通告限速信息，并將調(diào)整后的路由通告限速信息發(fā)送至鄰居路由器。

更佳地，所述的各個(gè)BGP路由器調(diào)整路由通告限速信息，具體為：

各個(gè)BGP路由器根據(jù)建立連接的鄰居路由器的數(shù)量調(diào)整路由通告限速信息。

采用了該發(fā)明中的BGP路由通告限速方法和BGP路由通信方法，具有如下有益效果：

(1)通過(guò)上述發(fā)明，BGP路由器可以自動(dòng)向各鄰居發(fā)送路由通告限速信息，通告本路由器能夠承受的路由發(fā)送速度；當(dāng)各鄰居都以一個(gè)合理的速率向該路由器發(fā)送路由之后，BGP路由器將能夠從容地處理這些路由，不會(huì)引起CPU負(fù)載過(guò)高，也不會(huì)導(dǎo)致BGP鄰居斷鏈；

(2)當(dāng)BGP路由器由于環(huán)境或配置改變，可以自動(dòng)重新向鄰居路由器發(fā)送路由通告；根據(jù)該BGP路由器目前需要建立的鄰居數(shù)目，動(dòng)態(tài)調(diào)整BGP路由通告瞬時(shí)速度和BGP路由通告平均速度，并發(fā)送給對(duì)端BGP鄰居。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的BGP路由通信方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明的BGP路由通信方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

為了控制BGP鄰居通告路由的速度，本文引入一種新型的BGP路由器之間的交互機(jī)制，其作用是讓一個(gè)BGP路由器向其BGP鄰居通告“該路由器能夠接收的路由通告的速度”。該機(jī)制用來(lái)交互兩個(gè)信息，第一個(gè)信息是BGP路由通告瞬時(shí)速率，第二個(gè)是BGP路由通告平均速率。當(dāng)一個(gè)支持該機(jī)制的BGP路由器在跟其他BGP路由器建立鄰居的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)通過(guò)報(bào)文將這兩種信息通告給對(duì)端BGP路由器。然后這些鄰居給該BGP路由器發(fā)送路由的時(shí)候，必須遵循該路由器所規(guī)定的路由發(fā)送速率。

當(dāng)支持該機(jī)制的BGP路由器因?yàn)槟撤N原因修改了路由通告瞬時(shí)速率或平均速率的時(shí)候，如新建了大量的鄰居時(shí)，可以動(dòng)態(tài)向其他鄰居重新進(jìn)行交互，通告BGP這兩項(xiàng)速率值。

當(dāng)BGP鄰居建立之后，如果沒(méi)有這個(gè)功能，BGP鄰居將會(huì)持續(xù)發(fā)送BGP路由通告報(bào)文，直到所有的路由被發(fā)送出去。當(dāng)大量的鄰居同時(shí)往某一個(gè)路由器不間斷通告路由的時(shí)候，該路由器的CPU利用率會(huì)達(dá)到100％，從而導(dǎo)致某些鄰居的BGP報(bào)文無(wú)法及時(shí)處理，導(dǎo)致鄰居斷鏈。參見(jiàn)圖1。

為了控制BGP鄰居通告路由的速度，本文引入一種新型的BGP路由器之間的交互機(jī)制，其作用是讓一個(gè)BGP路由器向其BGP鄰居通告“該路由器能夠接收的路由通告的速度”。該機(jī)制用來(lái)交互兩個(gè)信息，第一個(gè)信息是BGP路由通告瞬時(shí)速度，該信息規(guī)定一個(gè)BGP路由器向另一個(gè)路由器通告路由的瞬時(shí)最快速度，如1000路由每秒；第二個(gè)是BGP路由通告平均速度，該信息規(guī)定了一個(gè)BGP路由器向另一個(gè)路由器通告路由的平均速度，如在1分鐘的時(shí)間間隔內(nèi)，平均不超過(guò)500路由每秒。當(dāng)一個(gè)支持該機(jī)制的BGP路由器在跟其他BGP路由器建立鄰居的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)通過(guò)報(bào)文將這兩種信息通告給對(duì)端BGP路由器。然后這些鄰居給該BGP路由器發(fā)送路由的時(shí)候，必須遵循該路由器所規(guī)定的路由發(fā)送速度。BGP路由通告瞬時(shí)速度和平均速度值的確定不在本發(fā)明討論之內(nèi)，可以手工配置，也可以由某種算法自動(dòng)計(jì)算(比如根據(jù)目前建立的鄰居數(shù)目計(jì)算)。

當(dāng)支持該機(jī)制的BGP路由器因?yàn)槟撤N原因修改了路由通告瞬時(shí)速率或平均速率的時(shí)候，如新建了大量的鄰居時(shí)，需要?jiǎng)討B(tài)向其他鄰居重新進(jìn)行交互，通告BGP這兩項(xiàng)速率值。

本發(fā)明意在引入該新型通信機(jī)制在BGP路由器之間傳遞以上信息，但不對(duì)具體的通信方式做限制。例如可以新增一種BGP路由通告限速報(bào)文，報(bào)文類(lèi)型編號(hào)為8，內(nèi)部攜帶兩個(gè)字段，每個(gè)字段長(zhǎng)度為4字節(jié)，分別表示路由發(fā)送的瞬時(shí)速率和平均速率，單位為路由數(shù)，數(shù)值為0表示不限速。比如在建鏈時(shí)，路由器X向其鄰居通告了BGP路由通告速率限制報(bào)文，其中兩個(gè)字段分別為1000和500，則表明鄰居發(fā)往路由器X的路由發(fā)送瞬時(shí)速率不要超過(guò)1000路由每秒，平均速率(建議按1分鐘時(shí)間間隔取平均)不要超過(guò)500路由每秒。當(dāng)鄰居收到該路由通告限速報(bào)文之后，需要按照?qǐng)?bào)文中的路由通告瞬時(shí)速率限制和平均速率限制來(lái)發(fā)送報(bào)文。根據(jù)需要，路由器X可以重新通告路由通告限速報(bào)文。比如路由器X由于調(diào)整配置，建鏈的鄰居數(shù)目大幅減少，則可以重新通告路由通告限速報(bào)文，調(diào)整路由通告瞬時(shí)速率限制和平均速率限制至3000和2000?；蛘咧苯訉⑦@兩個(gè)字段置為0，取消限速。當(dāng)各鄰居都以一個(gè)合理的速率通告路由之后，BGP路由器X將能夠從容地處理這些路由，不會(huì)引起CPU負(fù)載過(guò)高，也不會(huì)導(dǎo)致鄰居斷鏈。

或者舉例來(lái)說(shuō)，BGP路由器可以使用BGP能力通告方式通告上述路由通告速率。[RFC3392:Capabilities Advertisement with BGP-4]規(guī)定了BGP能力選項(xiàng)參數(shù)。能力編碼從128到255屬于私有字段，詳見(jiàn)RFC2434。舉例來(lái)說(shuō)，我們可以選取能力編碼100來(lái)表示BGP路由通告瞬時(shí)速率，選取能力編碼101來(lái)表示路由通告平均速率。在BGP鄰居建鏈時(shí)，該能力會(huì)放在BGP的開(kāi)始報(bào)文中發(fā)送給對(duì)端。如果對(duì)端支持該能力，則在回應(yīng)的BGP開(kāi)始報(bào)文中也會(huì)攜帶該字段；如果對(duì)端不支持該能力，則直接忽略該能力，正常建立鄰居關(guān)系。

采用了該發(fā)明中的BGP路由通告限速方法和BGP路由通信方法，具有如下有益效果：

(1)通過(guò)上述發(fā)明，BGP路由器可以自動(dòng)向各鄰居發(fā)送路由通告限速信息，通告本路由器能夠承受的路由發(fā)送速度；當(dāng)各鄰居都以一個(gè)合理的速率向該路由器發(fā)送路由之后，BGP路由器將能夠從容地處理這些路由，不會(huì)引起CPU負(fù)載過(guò)高，也不會(huì)導(dǎo)致BGP鄰居斷鏈；

(2)當(dāng)BGP路由器由于環(huán)境或配置改變，可以自動(dòng)重新向鄰居路由器發(fā)送路由通告；根據(jù)該BGP路由器目前需要建立的鄰居數(shù)目，動(dòng)態(tài)調(diào)整BGP路由通告瞬時(shí)速度和BGP路由通告平均速度，并發(fā)送給對(duì)端BGP鄰居。

在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。