一、BGP簡(jiǎn)介

1.BGP概述

邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）是運(yùn)行于 TCP 上的一種自治系統(tǒng)的路由協(xié)議

BGP（Border Gateway Protocol），我們稱(chēng)之為邊界網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，用于自治系統(tǒng)（Autonomous System）之間交換路由信息（交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)信息）

這些信息有效地構(gòu)造了 AS 互聯(lián)的拓?fù)鋱D，并由此清除了路由環(huán)路

同時(shí)在 AS 級(jí)別上可實(shí)施策略決策（選擇最佳路由的矢量協(xié)議）

2.AS概述

自治系統(tǒng)（AS），指的是在同一個(gè)組織管理下、使用相同策略的設(shè)備的集合（也就是說(shuō)，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，一個(gè)AS是一個(gè)獨(dú)立的整體網(wǎng)絡(luò)）

每個(gè)AS有自己唯一的編號(hào)，不同AS通過(guò)AS號(hào)區(qū)分

AS號(hào)取值范圍：1-65535，其中64512-65535是私有AS號(hào)，IANA（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機(jī)構(gòu)）負(fù)責(zé)AS號(hào)的分發(fā)

二、BGP分類(lèi)

1.EBGP

運(yùn)行于不同AS之間的BGP稱(chēng)為EBGP（自治系統(tǒng)之間交換路由信息）

為了防止AS間產(chǎn)生環(huán)路，當(dāng)BGP設(shè)備接收EBGP對(duì)等體發(fā)送的路由時(shí)，會(huì)將帶有本地AS號(hào)的路由丟棄

2.IBGP

運(yùn)行于同一AS內(nèi)部的BGP稱(chēng)為IBGP（在自治系統(tǒng)內(nèi)部路由器之間來(lái)同步路由信息）

為了防止AS內(nèi)產(chǎn)生環(huán)路，BGP設(shè)備不將從IBGP對(duì)等體學(xué)到的路由通告給其他IBGP對(duì)等體，并與所有IBGP對(duì)等體建立全連接

三、BGP的路由器號(hào)（Router-ID）

BGP的Router-ID是一個(gè)用于標(biāo)識(shí)BGP設(shè)備的32位值，通常是IPv4地址的形式，在BGP會(huì)話建立時(shí)發(fā)送的Open報(bào)文中攜帶

對(duì)等體之間建立BGP會(huì)話時(shí)，每個(gè)BGP設(shè)備都必須有唯一的Router ID，否則對(duì)等體之間不能建立BGP連接

BGP的Router-ID在BGP網(wǎng)絡(luò)中必須是唯一的，可以采用手工配置，也可以讓設(shè)備自動(dòng)選取

缺省情況下，BGP選擇設(shè)備上的Loopback接口的IPv4地址作為BGP的Router-ID

如果設(shè)備上沒(méi)有配置Loopback接口，系統(tǒng)會(huì)選擇接口中最大的IPv4地址作為BGP的Router-ID

一旦選出Router-ID，除非發(fā)生接口地址刪除等事件，否則即使配置了更大的地址，也保持原來(lái)的Router-ID

四、BGP的特點(diǎn)

BGP使用TCP作為其傳輸層協(xié)議（監(jiān)聽(tīng)端口號(hào)為179），提高了協(xié)議的可靠性

BGP是外部路由協(xié)議，用來(lái)在AS之間傳遞數(shù)據(jù)，對(duì)穩(wěn)定性要求非常高。因此用TCP協(xié)議的高可靠性來(lái)保證BGP協(xié)議的穩(wěn)定性

BGP的對(duì)等體之間必須邏輯上連通，并進(jìn)行TCP連接（目的端口號(hào)為179，本地端口號(hào)任意）

BGP對(duì)等體和IGP對(duì)等體不同，BGP對(duì)等體（Peer）是指使用TCP建立連接的兩端，而非與IGP同概念的直連鄰居，只要TCP能夠建立連接并不一定需要直連

BGP本身只負(fù)責(zé)控制路由，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)依然靠靜態(tài)或IGP路由

BGP支持無(wú)類(lèi)別域間路由CIDR

路由更新時(shí)，BGP只發(fā)送更新的路由，大大減少了BGP傳播路由所占用的帶寬，適用于在Internet上傳播大量的路由信息

BGP是一種增強(qiáng)的距離矢量路由協(xié)議，從設(shè)計(jì)上避免了環(huán)路的發(fā)生

AS之間：BGP通過(guò)攜帶AS_Path信息標(biāo)記途經(jīng)的AS，帶有本地AS號(hào)的路由將被丟棄，從而避免了域間產(chǎn)生環(huán)路

AS內(nèi)部：BGP在AS內(nèi)學(xué)到的路由不會(huì)再通告給AS內(nèi)的BGP鄰居，避免了AS內(nèi)產(chǎn)生環(huán)路

BGP提供了豐富的路由策略，能夠?qū)β酚蓪?shí)現(xiàn)靈活的過(guò)濾和選擇

BGP提供了防止路由振蕩的機(jī)制（路由衰減），有效提高了Internet網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性

BGP易于擴(kuò)展，能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)新的發(fā)展（ipv4單/組播、vpv4單/組播），主要是通過(guò)TLV進(jìn)行擴(kuò)展

五、BGP的工作原理

BGP對(duì)等體的建立、更新和刪除等交互過(guò)程主要有5種報(bào)文、6種狀態(tài)機(jī)和9個(gè)原則

1.BGP的5種報(bào)文

BGP對(duì)等體間通過(guò)以下5種報(bào)文進(jìn)行交互，其中Keepalive報(bào)文為周期性發(fā)送，其余報(bào)文為觸發(fā)式發(fā)送：

Open報(bào)文：用于協(xié)商BGP對(duì)等體的各項(xiàng)參數(shù)，主要包括BGP版本（V4）、AS號(hào)等信息，建立BGP對(duì)等體連接

Open是TCP連接建立后發(fā)送的第一個(gè)報(bào)文

Update報(bào)文：用于在對(duì)等體之間交換路由信息

連接建立后，有路由需要發(fā)送或者路由變化時(shí)，發(fā)送Update通告對(duì)端可達(dá)或者撤銷(xiāo)路由信息及路徑屬性

Notification報(bào)文：用于中斷BGP連接

當(dāng)BGP在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)送Notification報(bào)文通告BGP對(duì)端，隨后與之相關(guān)的鄰居關(guān)系將被關(guān)閉

Keepalive報(bào)文：用于保持BGP連接（?；睿?/p>

定時(shí)發(fā)送Keepalive報(bào)文以保持BGP對(duì)等體關(guān)系的有效性

響應(yīng)收到的正確的Open報(bào)文

Route-refresh報(bào)文：用于在改變路由策略后軟復(fù)位（刷新）BGP路由表請(qǐng)求對(duì)等體重新發(fā)送路由信息

只有支持路由刷新（Route-refresh）能力的BGP設(shè)備會(huì)發(fā)送和響應(yīng)此報(bào)文

2.BGP的6種狀態(tài)機(jī)

BGP對(duì)等體的交互過(guò)程中存在6種狀態(tài)機(jī)：空閑（Idle）、連接（Connect）、活躍（Active）、Open報(bào)文已發(fā)送（OpenSent）、Open報(bào)文已確認(rèn)（OpenConfirm）和連接已建立（Established）

在BGP對(duì)等體建立的過(guò)程中，通常可見(jiàn)的3個(gè)狀態(tài)是：Idle、Active和Established

Idle狀態(tài)是BGP初始狀態(tài)，在Idle狀態(tài)下，BGP拒絕鄰居發(fā)送的連接請(qǐng)求

只有在收到本設(shè)備的Start事件后，BGP才開(kāi)始嘗試和其它BGP對(duì)等體進(jìn)行TCP連接，并轉(zhuǎn)至Connect狀態(tài)

在Connect狀態(tài)下，BGP啟動(dòng)連接重傳定時(shí)器（Connect Retry），等待TCP完成連接

●如果TCP連接成功，那么BGP向?qū)Φ润w發(fā)送Open報(bào)文，并轉(zhuǎn)至OpenSent狀態(tài)

●如果TCP連接失敗，那么BGP轉(zhuǎn)至Active狀態(tài)，反復(fù)嘗試連接

●如果連接重傳定時(shí)器超時(shí)，BGP仍沒(méi)有收到BGP對(duì)等體的響應(yīng)，那么BGP繼續(xù)嘗試和其它BGP對(duì)等體進(jìn)行TCP連接，停留在Connect狀態(tài)

在Active狀態(tài)下，BGP總是在試圖建立TCP連接

●如果TCP連接成功，那么BGP向?qū)Φ润w發(fā)送Open報(bào)文，關(guān)閉連接重傳定時(shí)器，并轉(zhuǎn)至OpenSent狀態(tài)。

●如果TCP連接失敗，那么BGP停留在Active狀態(tài)。

●如果連接重傳定時(shí)器超時(shí)，BGP仍沒(méi)有收到BGP對(duì)等體的響應(yīng)，那么BGP轉(zhuǎn)至Connect狀態(tài)

在OpenSent狀態(tài)下，BGP等待對(duì)等體的Open報(bào)文，并對(duì)收到的Open報(bào)文中的AS號(hào)、版本號(hào)、認(rèn)證碼等進(jìn)行檢查

●如果收到的Open報(bào)文正確，那么BGP發(fā)送Keepalive報(bào)文，并轉(zhuǎn)至OpenConfirm狀態(tài)

●如果發(fā)現(xiàn)收到的Open報(bào)文有錯(cuò)誤，那么BGP發(fā)送Notification報(bào)文給對(duì)等體，并轉(zhuǎn)至Idle狀態(tài)

在OpenConfirm狀態(tài)下，BGP等待Keepalive或Notification報(bào)文

如果收到Keepalive報(bào)文，則轉(zhuǎn)至Established狀態(tài)，如果收到Notification報(bào)文，則轉(zhuǎn)至Idle狀態(tài)

在Established狀態(tài)下，BGP可以和對(duì)等體交換Update、Keepalive、Route-refresh報(bào)文和Notification報(bào)文。

●如果收到正確的Update或Keepalive報(bào)文，那么BGP就認(rèn)為對(duì)端處于正常運(yùn)行狀態(tài)，將保持BGP連接。

●如果收到錯(cuò)誤的Update或Keepalive報(bào)文，那么BGP發(fā)送Notification報(bào)文通知對(duì)端，并轉(zhuǎn)至Idle狀態(tài)

●Route-refresh報(bào)文不會(huì)改變BGP狀態(tài)

●如果收到Notification報(bào)文，那么BGP轉(zhuǎn)至Idle狀態(tài)

●如果收到TCP拆鏈通知，那么BGP斷開(kāi)連接，轉(zhuǎn)至Idle狀態(tài)

3.BGP的9個(gè)原則（對(duì)等體之間的交互原則）

BGP設(shè)備將最優(yōu)路由加入BGP路由表，形成BGP路由。BGP設(shè)備與對(duì)等體建立鄰居關(guān)系后，采取以下交互原則：

從IBGP對(duì)等體獲得的BGP路由，BGP設(shè)備只發(fā)布給它的EBGP對(duì)等體

從EBGP對(duì)等體獲得的BGP路由，BGP設(shè)備發(fā)布給它所有EBGP和IBGP對(duì)等體

當(dāng)存在多條到達(dá)同一目的地址的有效路由時(shí)，BGP設(shè)備只將最優(yōu)路由發(fā)布給對(duì)等體

路由更新時(shí)，BGP設(shè)備只發(fā)送更新的BGP路由

所有對(duì)等體發(fā)送的路由，BGP設(shè)備都會(huì)接收

所有EBGP對(duì)等體在傳遞過(guò)程中下一跳改變

所有IBGP對(duì)等體在傳遞過(guò)程中下一跳不變

默認(rèn)EBGP傳遞時(shí)TTL值為1

默認(rèn)IBGP傳遞時(shí)TTL值為255

4.建立對(duì)等體注意點(diǎn)

直連建立對(duì)等體需要注意的點(diǎn)

建立IBGP對(duì)等體時(shí)要讓下一跳可達(dá)，處于邊界的IBGP對(duì)等體需要將下一跳指向自己，這樣才能建立IBGP對(duì)等體

用環(huán)回口建立鄰居需要注意的點(diǎn)

需要修改更新源，默認(rèn)更新源是物理口，需要修改成環(huán)回口，建立IBGP對(duì)等體時(shí)要保障下一跳可達(dá)，處于邊界的IBGP對(duì)等體需要將下一跳指向自己，這樣才能建立IBGP對(duì)等體

建立EBGP對(duì)等體時(shí)因?yàn)镋BGP只能傳一跳，因而，在建立EBGP對(duì)等體時(shí)，需要修改EBGP多跳的跳數(shù)為2以上（自己環(huán)回到對(duì)端環(huán)回是兩跳，默認(rèn)一跳）

關(guān)于為什么要用環(huán)回口建鄰居

原因是環(huán)回口穩(wěn)定，只要路由器啟動(dòng)著，環(huán)回口就不DOWN，而物理鏈路可能會(huì)受線路或者接口等因素的影響導(dǎo)致對(duì)等體關(guān)系有問(wèn)題，因而一般BGP建立對(duì)等體都是環(huán)回口來(lái)建

審核編輯：郭婷