動態路由BGP協議在衛星通信IP業務中的應用

李晴飛，楊 飛，吳祖民

（南京熊貓電子股份有限公司，南京 210002）

動態路由BGP協議在衛星通信IP業務中的應用

李晴飛，楊 飛，吳祖民

（南京熊貓電子股份有限公司，南京 210002）

當前衛星通信中IP業務的應用日益廣泛，為了滿足TCP/IP協議族在IP網絡層的互聯互通，可以采用動態路由協議提供較好的解決方案。本文以衛星地球站IP業務互聯互通模型基礎，討論了BGP協議在衛星通信IP業務中的應用。

衛星通信；動態路由協議；BGP

1 引言

衛星通信技術發展至今，傳輸的業務類型從單一的話音發展成為音視頻、數據等多種綜合業務。尤其是衛星通信網與地面IP網絡的相互融合接入，傳統有線網絡上傳輸的IP視頻會議、IP電話、IP數據等多種業務需要通過衛星通信鏈路進行傳輸，衛星通信網各地球站之間需要通過路由器，實現TCP/ IP協議在不同的異構網絡之間在IP網絡層的互聯、互通。

傳統的衛星通信網多業務通信常使用靜態路由來實現。靜態路由是固定的或顯示的非適應性路由，源與目標之間的路由是源節點事先決定的，不需要協議交互最新的網絡狀況，所有路由器中的路由表必須由手工配置。此算法一旦確定，可保持一段時間不變，不再對網絡流量和拓撲變化作出反應，故也叫非適應性路由算法。靜態路由的特點決定了使用時顯得不夠靈活，不易于管理、擴展及維護。動態路由技術可以較好地解決靜態路由的缺陷，動態路由是路由器根據網絡系統的運行狀況，選用路由協議提供的功能，自動學習和記憶網絡運行情況，智能地自動調整路由表。本文以衛星通信中地球站IP業務互聯互通模型基礎，論述了典型的BGP動態路由協議在衛星通信IP業務中的應用。

2 動態路由協議的簡述

因特網將整個互聯網劃分為許多較小的自治系統（AS），使用路由器實現它們之間的互聯互通。因特網的動態路由協議分為內部網關協議IGP和外部網關協議EGP兩大類。內部網關協議是在一個自治系統內部使用的動態路由協議，典型的有RIP和OSPF協議；外部網關協議是在不同的自治系統之間使用的動態路由協議，典型的是BGP協議。

所有路由器都支持RIP，OSPF，BGP這三種最典型的動態路由協議，此外，還有如IS-IS，IGRP，EIRGP等多種動態路由協議，本文具體介紹典型的動態路由BGP協議。

BGP（邊界網關協議）是自治系統之間基于距離向量的動態路由協議，它能夠妥善處理好不相關路由域間的多路連接協議。在BGP網絡中，可以將一個網絡分成多個自治系統，自治系統間使用eBGP廣播路由，自治系統內使用iBGP在自己的網絡內廣播路由。BGP系統的主要功能是和其他BGP系統交換網絡可達信息，這些信息有效地構造了AS互聯的拓樸圖并由此清除了路由環路，同時在AS級別上可實施策略決策。BGP使用TCP的179端口用于面向連接的通信（會話），觸發Update和Keepalive信息到它的鄰居，以傳播和更新BGP路由表。BGP協議具有以下特點：

⊙ BGP是一種外部路由協議，與RIP和OSPF不同，其著眼點不在于發現和計算路由，而在于控制路由的傳播和選擇最好的路由。

⊙ BGP使用TCP作為其傳輸層協議，提高了協議的可靠性。

⊙ BGP支持CIDR（無類別域間選路），CIDR的引入簡化了路由聚合，減化了路由表。

⊙ BGP更新時只發送增量路由，減少了BGP傳播路由占用的帶寬。

⊙ BGP提供了豐富的路由策略。

3 IP業務互聯互通模型

利用一對兩點（點對點）衛星通信傳輸鏈路，使用帶網絡功能的寬帶信道（工作在物理層）、IP加速器及Cisco Series路由器（選用2800系列的2801型），在Cisco路由器實施BPG動態路由協議，實現衛星地球站之間在IP網絡層間的互聯互通，在此基礎上，實現同時傳輸音視頻、數據等多種業務。

衛星地球站IP業務的互聯互通模型結構如圖1所示，圖中關鍵設備寬帶信道實現信息的調制和解調功能；IP加速器對空間傳輸鏈路上的IP報文進行加速，提高了網絡吞吐量；路由器實現IP網絡層的互聯和互通；以太網交換機實現報文的二層交換；Video視頻網絡提供視音頻網絡的接入；VoIP網絡提供IP電話（傳真）網絡的接入；局域網（IP數據業務為主）提供以太網的接入。

圖1中的寬帶信道、IP加速器、以太網交換機都工作在TCP/IP協議族的物理層或數據鏈路層，在IP業務傳輸過程中只做比特流的透明傳輸或者簡單的差錯控制，不具備IP報文的具體尋路工作，因此，可以將圖1的互聯互通模型進行簡化經過簡化，如圖2所示。

圖2中，路由器之間通過兩個網絡互聯WAN口提供雙鏈路冗余備份的功能。系統啟動后，雙鏈路正常工作，共同分載傳輸IP業務的信息流量。只要雙鏈路不同時失效，不會影響I P業務的傳輸，路由器WAN口之間運行動態路由協議（Dynamic Route Protocol）。

4 模型規劃

參照圖1的模型連接設備，建立衛星通信鏈路，參照圖2的模型規劃配置如下：

（1）衛星地球站1配置

VLAN1為video視頻網絡，分配192.168.11.0網段；VLAN2為IP電話網絡，分配192.168.12.0網段；VLAN3為IP數據業務為主的局域網，分配192.168.13.0網段；路由器為ROUTER A，具有兩個網絡互聯口和多個本地互聯口（案例中使用3個分別與VLAN1，VLAN2，VLAN3相連），所有互聯口都分屬于不同的網段，網絡互聯口用來實現與對端衛星地球站在空間鏈路上的WAN互聯，本地互聯口用來實現與本地球站網絡之間的互聯。

（2）衛星地球站2配置

VLAN1為video視頻網絡，分配192.168.21.0網段；VLAN2為IP電話網絡，分配192.168.22.0網段；VLAN3為IP數據業務為主的局域網，分配192.168.23.0網段；路由器為ROUTER B的功能同衛星地球站1的ROUTER A。

5 動態路由協議的應用

衛星通信中BGP動態路由協議應用模型如圖3所示。在衛星地球站各自的路由器中分別啟動BGP協議，將模型連接關系劃分成兩個自治系統。衛星地球站1所在的區域為自治系統100，衛星地球站2所在的區域為自治系統200，兩個自治系統通過空間通信鏈路進行連接。

同RIP和OSPF路由表類似，ROUTER A和ROUTER B除了直連的五個網段外，還同時由網絡互聯口FA0/0和FA0/1（雙備份冗余鏈路）通過BGP協議得知了與對方路由器直連的三個具體的網段。通過動態路由BGP的配置，從路由表中得出，衛星地球站1和2的所有網絡之間互相聯通，可以實現IP業務的傳輸。

6 結束語

動態路由BGP協議完全能夠滿足當前及今后衛星通信IP業務的需求。目前動態路由已經在某些重點研制型號中得到應用。隨著下一代衛星通信網與IP網絡的融合、接入，動態路由協議將在下一代衛星通信地面應用通信系統中得到更加廣泛的應用，具有很強實用性及經濟性。

[1] 魏大新，李育龍．Cisco網絡技術教程．北京：機械工業出版社，2007

[2] 黃傳河．網絡規劃設計師教程．北京：清華大學出版社，2009

[3] 丹尼斯?羅迪．衛星通信．北京：人民郵電出版社，2002

[4] Jeff Doyle,Jennifer Carrol．"Routing TCP/IP" Volume I,Second Edition．北京：人民郵電出版社，2008

[5] Randy Zhang,Micah Bartell著.”BGP Design and Implementation”．北京：人民郵電出版社，2008

Dynamic Route Protocol Used in IP service of Satellite Commutations

Li Qingfei, Yang Fei, Wu Zumin
(Nanjing Panda Electronics Company Limited, Nanjing, 210002)

Currently the IP service of satellite communications used widely day by day, To satisfy the requirement of TCP/IP protocol connect and commution in IP network layer, dynamic route protocol can be used to provide a better solution. This paper is based on the satellite station model of IP service connect and commution, we will discuss dynamic route protocol of RIP, OSPF, BGP, route redistribute used in IP service of satellite commutation.

satellite communication; dynamic route protocol; BGP

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.06.008

TN927+.2文獻標示碼：A

1672-7274（2015）06-0050-04

李晴飛，碩士，南京熊貓電子股份有限公司工程師。楊 飛，博士，南京熊貓電子股份有限公司工程師。吳祖民，碩士，南京熊貓電子股份有限公司高級工程師。