自治系统（AS）是指在一个或多个实体管辖下，拥有统一路由策略的 IP 网络和路由器集合，它们对互联网执行共同的路由策略。自治系统号码（ASN）是互联网中用于唯一标识一个自治系统（AS）的编号。ASN 由互联网号码分配机构（IANA）及区域注册机构（RIR）统一分配，是实现不同网络间通过边界网关协议（BGP）交换路由信息的关键标识。自治域编码（ASN）是互联网的重要基础资源之一。
一、自治系统（AS）
1、AS的概念与定义
自治系统也称自治域（AS，Autonomous system）的概念最早在RFC 1771（边界网关协议的初始定义）中被提出，当时要求一个自治系统（AS）必须由单一的实体管辖。随着网络架构的演进，RFC 1930《Guidelines for creation, selection, and registration of an Autonomous System (AS)》（自治系统（AS）的创建、选择和注册指南）更新了这一概念，允许一个自治系统由多个实体共同管理（因为其内部可能运行多种不同的内部网关协议），但对外部的互联网而言，它必须呈现出一个统一且明确的路由策略。RFC 1930给出的经典定义是：一个自治系统（AS）是在单一技术管理下的一组路由器，使用内部网关协议和共同度量标准在AS内部路由数据包。更精确地说，AS是一个或多个IP前缀的连接组，由一个或多个网络运营商运行，并具有单一且明确定义的路由策略。在我国国家标准GB/T 32402-2015《通信名词术语 数据通信 因特网》中对自治系统的定义是：一组路由器和网络的组合，由一个管理实体来管理，使用内部网关规程操作。在这种自治系统中，路由器具有很高的信任度，在两个自治系统通信之前，要由其中一个系统的路由器向另一个系统的路由器发送可达性信息。
2、AS的架构与构成
互联网本质上是一个由成千上万个自治系统（AS）组成的网络，如下图1-2所示。每个连接到互联网的计算机或设备，都连接到了某个AS。正是这众多的自治系统相互连接，才构成了目前世界上最复杂、最庞大的计算机网络-互联网（Internet）。
图 1-2：自治系统构成的互联网
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对于图 1-2，通常分为两层式网络架构：顶层（自治系统）：包含一堆使用相同路由设定的网络；区域（Area）：一个AS可以进一步划分为多个区域，每个区域是一群连续的网络。在每一个AS中，会有一个骨干区域（Backbone Area），负责与外部路由网络互相连接。AS中所有的非骨干区域都必须连接到骨干区域上。
一个自治系统（AS）由以下三核心要素构成：IP网络（AS所控制的一组IP地址范围（称为IP地址空间））、路由器（AS内部的所有路由器，负责数据包的转发和路由决策）、统一的路由策略（AS内部所有路由器遵循共同的路由策略）。在AS的双层架构中，路由器扮演着不同的角色，根据路由器在AS中的位置，分为内部路由器（Internal Router）、区域边界路由器（ABR）和自治系统边界路由器（ASBR），其各自的功能详见下表1-2的简述。
表 1-2：AS中路由器的角色分类
AS的范围可以小到单个路由器连接一个局域网，也可以大到企业级骨干网互连的多个局域网。AS内部的所有路由器必须相互连接，运行相同的路由协议。AS是外部路由中路由策略的基本单位。每个AS可以自主决定在本系统中采用何种路由协议和路由策略。这种独立性使得不同组织可以根据自身需求（如商业合同、性能要求、安全策略等）灵活地管理自己的网络。
3、AS的运作机理
AS实行内外部不同的路由协议。AS内部使用内部网关协议（IGP），如OSPF、RIP等协议，来发现和计算路由，详细共享网络拓扑信息。而在不同的AS之间，则使用外部网关协议（EGP），最主要的就是边界网关协议（BGP）。这种内外分离的设计非常重要，IGP协议会共享详细的网络拓扑信息，如果将这些信息暴露给外部的其他组织，会带来安全风险。BGP协议只传递路由条目，不会暴露AS内部的拓扑结构，因此更加安全。此外，BGP拥有非常丰富的路由属性，允许网络管理员根据商业合同或特定需求制定灵活的选路策略，这是IGP无法做到的。
数据包在整个互联网范围内通过从一个AS跳到另一个AS，直到到达包含其目的地IP地址的AS。AS通过BGP协议向互联网通告自己控制的IP地址空间和连接的其他AS列表，从而使数据包能够被正确路由到目标网络。
4、AS的分类
自治系统（AS）可根据其网络连接拓扑和数据流量路由策略分为三种主要类型：末端自治系统（Stub AS）、多出口自治系统（Multihomed AS）和中转自治系统（Transit AS）。三者的释义详见下表1-4。
表 1-4：三类自治系统
二、自治系统编号（ASN）
1、ASN的定义与作用
每个自治系统（AS）都被分配一个唯一的自治系统编号（ASN，Autonomous System Number）。ASN是区分整个相互连接的互联网中各个独立网络的唯一标识。每个自治系统拥有全球唯一的 ASN，用于在 BGP 协议中宣告其网络前缀和路由策略。ASN 使不同自治系统之间能够建立BGP 会话，交换可达性信息，构建互联网路由表。
2、ASN的编号格式与范围
自治系统编号（ASN）经历了从早期的16位（2字节）到2006年底开始的32位（4字节）的演进，以增加其容量，避免枯竭。请详见下表2-2的说明。注意，应保留 32 位 ASN 号码池的首个 65,535 号码块，以符合 16位号码分配方案。32位ASN还可以用点分格式X.Y的形式表示，其中X的取值范围为1~65535，Y的取值范围为0~65535。
表 2-2：ASN的编号格式与范围
3、ASN的分类与用途
自治系统编号（ASN）类似于IP地址（有私有 IP 地址和公有 IP地址之分），也分为公开ASN与私有ASN，其范围与用途为：
公开ASN：（16位的0~65,535；32位的1~4,294,967,295；除ASN私有号段），可在互联网上使用，需要向相关机构正式申请；
私有ASN（16位的64,512~65,535；32位的4200000000~4294967294），仅能在一个组织自己的网络内部使用。
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4、ASN的分配与管理
公开ASN应由互联网号码分配局（IANA）成批地分配给全球五大区域互联网注册管理机构（RIR），即：亚太网络信息中心（APNIC）、美洲互联网号码注册机构（ARIN）、欧洲IP网络资源协调中心（RIPE NCC）、拉丁美洲和加勒比地区互联网信息中心（LACNIC）、非洲网络信息中心（AFRINIC）。各RIR进一步从IANA分配到的整批ASN中为每个实体分配ASN。下表2-4-1汇总了IANA规划用于特殊用途ASN的号段；下表2-4-2收录了由亚太网络信息中心（APNIC）分配的ASN号段（包括16位号段和32位号段）。
表 2-4-1：IANA规划用于特殊用途ASN的号段
表 2-4-2：由亚太网络信息中心（APNIC）分配的ASN号段
希望获得ASN的实体必须按所属地区中心规定的程序进行申请。当网络具备多出口、规模较大或需独立路由策略时（如多 ISP 接入、Anycast 部署）应提交相关材料申请公有 ASN。下表2-4-3给出了我国实体获得ASN的指南，以供参照。
表 2-4-3：我国实体获得ASN的指南
需要指出的是，并不是每个网络都需要有自己的 ASN 号，如果某一网络只有一个单一的上行连接，并且该网络的路由策略与它的上游运营商的策略正好相同，则没有必要为它分配一个独立的 ASN。即使该网络域在它的上行连接中使用了 GBP 协议，起源AS也可以使用一个私有 ASN，来支持到上游网络的 GBP 连接。
自治域编码（ASN）与IP地址、域名等是互联网的重要基础资源，受到国家的高度重视，要求加强管理，以提升网络互联互通能力与资源管理规范。
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