隨著客戶網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋范圍的不斷增長，使用BGP路由協(xié)議不再是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的特權(quán)，越來越多的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)也開始部署B(yǎng)GP。BGP能夠支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，支持豐富多變的選路策略，海量的路由表容量，但隨之而來的便是BGP性能瓶頸的問題：

1、 BGP位于應(yīng)用層，比底層協(xié)議占用更多的系統(tǒng)資源，因此需要盡可能保證路由的穩(wěn)定性、路由數(shù)量的控制，以及更強(qiáng)的路由硬件設(shè)備;

2、 BGP路由屬性復(fù)雜，每條路由比IGP協(xié)議消耗更多的字節(jié)，因此需要提高報文的傳輸效率，防止網(wǎng)絡(luò)中的報文分片;

3、 BGP路由源自不同的IGP，甚至不同的自治系統(tǒng)，路由數(shù)量繁多和來源復(fù)雜，任意一條路由的震蕩，都可能影響到全網(wǎng)設(shè)備的穩(wěn)定性和路由收斂速度，因此需要限制路由震蕩的范圍，杜絕牽一發(fā)而動全身的現(xiàn)象;

4、 BGP自身路由收斂速度較慢，缺省BGP的HOLD TIME為180s，為了加快BGP的收斂速度，需要底層提供快速檢測機(jī)制。

針對BGP組網(wǎng)面臨的諸多性能相關(guān)問題，以下從報文傳輸、路由更新、快速檢測三個方面入手，介紹BGP網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化思路，具體優(yōu)化措施如下。

1 BGP鄰居PMTU檢測

BGP協(xié)議是運(yùn)行在TCP之上的，所以TCP的參數(shù)設(shè)置會影響B(tài)GP的性能。在路由數(shù)目比較少的情況下TCP的參數(shù)調(diào)整可能對BGP性能影響不大，但是當(dāng)路由數(shù)目比較龐大的時候調(diào)整TCP參數(shù)可以起到明顯優(yōu)化性能的作用。下面分析具體的優(yōu)化方法。

首先了解一下BGP協(xié)議報文發(fā)送的方法，如圖1所示。

圖 1 BGP與TCP數(shù)據(jù)傳輸格式

BGP首先需要把自己需要發(fā)送的數(shù)據(jù)告訴TCP，然后TCP根據(jù)數(shù)據(jù)的長度進(jìn)行分段，分段大小由TCP協(xié)商的MSS值的大小決定，每個TCP分段對應(yīng)著一個發(fā)出去的IP包。所以MSS參數(shù)的設(shè)置對于BGP數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芷鹬P(guān)鍵作用，如果設(shè)置過大可能會造成中間某臺設(shè)備的IP層分片，BGP協(xié)議報文的傳輸其實是一個端到端的傳輸過程，如果數(shù)據(jù)被分片了那么必然還需要重新組合恢復(fù)回來，這樣會給接收者的CPU帶來一定的負(fù)擔(dān)，組包的過程降低了處理效率;如果 MSS值設(shè)置過小，那么又會使網(wǎng)絡(luò)的有效利用率很低，發(fā)送端和接收端對能夠一次處理的報文進(jìn)行多次處理，降低了效率。

通過BGP鄰居PMTU檢測功能可以解決前面提到的問題，在建立BGP鄰居之前，路由器會自動發(fā)送一個PMTU報文來檢測路徑上的最大MTU， TCP協(xié)議可以根據(jù)最大MTU值來設(shè)定MSS的大小，達(dá)到最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。

2 BGP路由更新定時器

在BGP的RFC4271上定義了BGP的路由更新的定時器，該定時器只能對同一地址族的相同前綴的路由起作用，其主要作用是防止網(wǎng)絡(luò)中的某條路由震蕩過于頻繁，同時也是對路由設(shè)備CPU的一種保護(hù)。

圖 2 路由更新定時器說明

如圖2所示，紅色與藍(lán)色的箭頭代表相同前綴的路由，但是從不同鄰居學(xué)習(xí)而來，而且藍(lán)色的路由優(yōu)于紅色的。假設(shè)RA上配置的更新定時器時間為30秒。那么RB路由收斂過程如下：

Ø RA接收到紅色路由后立刻發(fā)送給RB，同時RA上啟動更新定時器(30秒);

Ø 10秒以后RA接收到更優(yōu)的藍(lán)色路由，由于定時器沒有超時暫時不發(fā)送給RB，但是更新本地路由表，在第10秒RA完成路由收斂;

Ø 第30秒RA上更新定時器超時，所以發(fā)送藍(lán)色路由給RB并且更新掉紅色路由，RB在第30秒完成收斂。

從上面的分析可以看出，RB的收斂時間比RA慢20秒左右，由于BGP是距離矢量路由協(xié)議這種延遲可能對整個網(wǎng)絡(luò)的BGP路由器都會有一定影響，所以需要在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和路由收斂速度之間進(jìn)行抉擇，在設(shè)備性能允許、路由總體比較穩(wěn)定的前提下，可以適當(dāng)降低路由更新定時器的值，最小值為5s。

BGP還有一種路由衰減機(jī)制Dampening，用以懲罰頻繁震蕩的路由，如果某條BGP路由震蕩頻率超過設(shè)定閾值，該路由將被抑制，直至路由達(dá)到穩(wěn)態(tài)位置，因此對于大型網(wǎng)絡(luò)來說，可以綜合使用路由更新定時器和路由衰減兩種方式，以達(dá)到路由收斂速度和路由穩(wěn)定性的最佳結(jié)合。

3 與BFD協(xié)議聯(lián)動

前面介紹的功能和設(shè)置只能使路由的收斂時間達(dá)到秒級水平，對于一個運(yùn)營商(SP)的網(wǎng)絡(luò)來說，往往需要更快地感知路由的變化或者BGP鄰居的狀態(tài)變化。但是IBGP鄰居狀態(tài)的感知往往由于鄰居非直連的原因，需要依靠IGP的收斂或者BGP自身的KEEPALIVE報文來感知鄰居的狀態(tài)，這樣最長可能需要 180秒時間，對于運(yùn)營商來說是無法容忍的。

BFD(Bidirectional Forwarding Detection，雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測)是一種高速的獨立“Hello”協(xié)議，工作機(jī)制和路由協(xié)議的慢速“hello”相似。一對系統(tǒng)BFD能夠與相鄰系統(tǒng)建立對等關(guān)系，然后每個系統(tǒng)以協(xié)商的速率監(jiān)測來自對端系統(tǒng)的BFD報文，監(jiān)測速率能夠以毫秒級增量設(shè)定。當(dāng)對等系統(tǒng)沒有接到預(yù)先設(shè)定數(shù)量的BFD數(shù)據(jù)包時，就認(rèn)為BFD保護(hù)的軟件或硬件基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生故障，并通知上層路由協(xié)議，已達(dá)到路由快速切換收斂的目的。(注：BFD目前存在兩個版本：VER 0和VER 1，并且兩個版本不能互相兼容。)

借用此BFD的快速檢測特性，配置BGP與BFD聯(lián)動，一旦BGP鄰居建立后，BFD自動和BGP鄰居關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并周期性發(fā)送探測報文，這個周期時間一般為幾十毫秒，當(dāng)超過5倍的時間沒有收到探測報文，BFD會通知BGP斷開鄰居關(guān)系，這樣就可以迅速的完成路由收斂。

4 結(jié)束語

BGP是一種非常強(qiáng)大的路由協(xié)議，肩負(fù)著大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，乃至整個互聯(lián)網(wǎng)的路由交換重任，因此BGP協(xié)議的處理效率和收斂速度至關(guān)重要，關(guān)乎核心網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和性能。本文提及的BGP幾種優(yōu)化手段，從不同層面提升了BGP網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性，包括網(wǎng)絡(luò)傳輸效率、路由穩(wěn)定性、路由快速收斂等，三者缺一不可，當(dāng)然還可以結(jié)合路由聚合、路由策略、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，全方位優(yōu)化BGP網(wǎng)絡(luò)，止于至善。事實上，優(yōu)化方法遠(yuǎn)不止這幾種，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，將來必然會涌現(xiàn)出更多的BGP相關(guān)的優(yōu)化措施。