动态路由BGP协议在卫星通信IP业务中的应用

李晴飞，杨 飞，吴祖民

（南京熊猫电子股份有限公司，南京 210002）

动态路由BGP协议在卫星通信IP业务中的应用

李晴飞，杨 飞，吴祖民

（南京熊猫电子股份有限公司，南京 210002）

当前卫星通信中IP业务的应用日益广泛，为了满足TCP/IP协议族在IP网络层的互联互通，可以采用动态路由协议提供较好的解决方案。本文以卫星地球站IP业务互联互通模型基础，讨论了BGP协议在卫星通信IP业务中的应用。

卫星通信；动态路由协议；BGP

1 引言

卫星通信技术发展至今，传输的业务类型从单一的话音发展成为音视频、数据等多种综合业务。尤其是卫星通信网与地面IP网络的相互融合接入，传统有线网络上传输的IP视频会议、IP电话、IP数据等多种业务需要通过卫星通信链路进行传输，卫星通信网各地球站之间需要通过路由器，实现TCP/ IP协议在不同的异构网络之间在IP网络层的互联、互通。

传统的卫星通信网多业务通信常使用静态路由来实现。静态路由是固定的或显示的非适应性路由，源与目标之间的路由是源节点事先决定的，不需要协议交互最新的网络状况，所有路由器中的路由表必须由手工配置。此算法一旦确定，可保持一段时间不变，不再对网络流量和拓扑变化作出反应，故也叫非适应性路由算法。静态路由的特点决定了使用时显得不够灵活，不易于管理、扩展及维护。动态路由技术可以较好地解决静态路由的缺陷，动态路由是路由器根据网络系统的运行状况，选用路由协议提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，智能地自动调整路由表。本文以卫星通信中地球站IP业务互联互通模型基础，论述了典型的BGP动态路由协议在卫星通信IP业务中的应用。

2 动态路由协议的简述

因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统（AS），使用路由器实现它们之间的互联互通。因特网的动态路由协议分为内部网关协议IGP和外部网关协议EGP两大类。内部网关协议是在一个自治系统内部使用的动态路由协议，典型的有RIP和OSPF协议；外部网关协议是在不同的自治系统之间使用的动态路由协议，典型的是BGP协议。

所有路由器都支持RIP，OSPF，BGP这三种最典型的动态路由协议，此外，还有如IS-IS，IGRP，EIRGP等多种动态路由协议，本文具体介绍典型的动态路由BGP协议。

BGP（边界网关协议）是自治系统之间基于距离向量的动态路由协议，它能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接协议。在BGP网络中，可以将一个网络分成多个自治系统，自治系统间使用eBGP广播路由，自治系统内使用iBGP在自己的网络内广播路由。BGP系统的主要功能是和其他BGP系统交换网络可达信息，这些信息有效地构造了AS互联的拓朴图并由此清除了路由环路，同时在AS级别上可实施策略决策。BGP使用TCP的179端口用于面向连接的通信（会话），触发Update和Keepalive信息到它的邻居，以传播和更新BGP路由表。BGP协议具有以下特点：

⊙ BGP是一种外部路由协议，与RIP和OSPF不同，其着眼点不在于发现和计算路由，而在于控制路由的传播和选择最好的路由。

⊙ BGP使用TCP作为其传输层协议，提高了协议的可靠性。

⊙ BGP支持CIDR（无类别域间选路），CIDR的引入简化了路由聚合，减化了路由表。

⊙ BGP更新时只发送增量路由，减少了BGP传播路由占用的带宽。

⊙ BGP提供了丰富的路由策略。

3 IP业务互联互通模型

利用一对两点（点对点）卫星通信传输链路，使用带网络功能的宽带信道（工作在物理层）、IP加速器及Cisco Series路由器（选用2800系列的2801型），在Cisco路由器实施BPG动态路由协议，实现卫星地球站之间在IP网络层间的互联互通，在此基础上，实现同时传输音视频、数据等多种业务。

卫星地球站IP业务的互联互通模型结构如图1所示，图中关键设备宽带信道实现信息的调制和解调功能；IP加速器对空间传输链路上的IP报文进行加速，提高了网络吞吐量；路由器实现IP网络层的互联和互通；以太网交换机实现报文的二层交换；Video视频网络提供视音频网络的接入；VoIP网络提供IP电话（传真）网络的接入；局域网（IP数据业务为主）提供以太网的接入。

图1中的宽带信道、IP加速器、以太网交换机都工作在TCP/IP协议族的物理层或数据链路层，在IP业务传输过程中只做比特流的透明传输或者简单的差错控制，不具备IP报文的具体寻路工作，因此，可以将图1的互联互通模型进行简化经过简化，如图2所示。

图2中，路由器之间通过两个网络互联WAN口提供双链路冗余备份的功能。系统启动后，双链路正常工作，共同分载传输IP业务的信息流量。只要双链路不同时失效，不会影响I P业务的传输，路由器WAN口之间运行动态路由协议（Dynamic Route Protocol）。

4 模型规划

参照图1的模型连接设备，建立卫星通信链路，参照图2的模型规划配置如下：

（1）卫星地球站1配置

VLAN1为video视频网络，分配192.168.11.0网段；VLAN2为IP电话网络，分配192.168.12.0网段；VLAN3为IP数据业务为主的局域网，分配192.168.13.0网段；路由器为ROUTER A，具有两个网络互联口和多个本地互联口（案例中使用3个分别与VLAN1，VLAN2，VLAN3相连），所有互联口都分属于不同的网段，网络互联口用来实现与对端卫星地球站在空间链路上的WAN互联，本地互联口用来实现与本地球站网络之间的互联。

（2）卫星地球站2配置

VLAN1为video视频网络，分配192.168.21.0网段；VLAN2为IP电话网络，分配192.168.22.0网段；VLAN3为IP数据业务为主的局域网，分配192.168.23.0网段；路由器为ROUTER B的功能同卫星地球站1的ROUTER A。

5 动态路由协议的应用

卫星通信中BGP动态路由协议应用模型如图3所示。在卫星地球站各自的路由器中分别启动BGP协议，将模型连接关系划分成两个自治系统。卫星地球站1所在的区域为自治系统100，卫星地球站2所在的区域为自治系统200，两个自治系统通过空间通信链路进行连接。

同RIP和OSPF路由表类似，ROUTER A和ROUTER B除了直连的五个网段外，还同时由网络互联口FA0/0和FA0/1（双备份冗余链路）通过BGP协议得知了与对方路由器直连的三个具体的网段。通过动态路由BGP的配置，从路由表中得出，卫星地球站1和2的所有网络之间互相联通，可以实现IP业务的传输。

6 结束语

动态路由BGP协议完全能够满足当前及今后卫星通信IP业务的需求。目前动态路由已经在某些重点研制型号中得到应用。随着下一代卫星通信网与IP网络的融合、接入，动态路由协议将在下一代卫星通信地面应用通信系统中得到更加广泛的应用，具有很强实用性及经济性。

[1] 魏大新，李育龙．Cisco网络技术教程．北京：机械工业出版社，2007

[2] 黄传河．网络规划设计师教程．北京：清华大学出版社，2009

[3] 丹尼斯•罗迪．卫星通信．北京：人民邮电出版社，2002

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

[5] Randy Zhang,Micah Bartell著.”BGP Design and Implementation”．北京：人民邮电出版社，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文献标示码：A

1672-7274（2015）06-0050-04

李晴飞，硕士，南京熊猫电子股份有限公司工程师。杨 飞，博士，南京熊猫电子股份有限公司工程师。吴祖民，硕士，南京熊猫电子股份有限公司高级工程师。