01 互聯(lián)網(wǎng)是如何誕生的？

一開始，電腦之間互相訪問靠的是網(wǎng)線連接。這樣，電腦能收到在網(wǎng)線上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)。

但不是每臺(tái)電腦都希望收到與自己無關(guān)的數(shù)據(jù)，所以需要“路由器”來將電腦們統(tǒng)一管理和分發(fā)，傳送數(shù)據(jù)到指定的地方。

就像無形之中電腦被分了很多個(gè)“組”一樣，這些“組”都使用相同的技術(shù)協(xié)議進(jìn)行管理，我們將這樣的“組”稱之為“自治系統(tǒng)（AS）”。

自治系統(tǒng)，顧名思義，就是自己管理自己，一般來說就是由機(jī)構(gòu)或者組織來統(tǒng)一管理自己內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)實(shí)當(dāng)中，常見的自治系統(tǒng)有一所大學(xué)，一個(gè)企業(yè)或者一個(gè)公司個(gè)體。

為了便于理解，我們把自治系統(tǒng)這個(gè)概念放大到“忍者世界”的國(guó)家層面。

比如中興文檔的數(shù)據(jù)想要從興之國(guó)送去土之國(guó)、雷之國(guó)、火之國(guó)。很明顯要經(jīng)過其它中間國(guó)家。

若數(shù)據(jù)想經(jīng)過雨之國(guó)，那么雨之國(guó)可能會(huì)想：“憑什么讓你的數(shù)據(jù)從我這里通過，我怎么知道你的數(shù)據(jù)里是不是藏著爆炸符呢？”

而且在實(shí)際中，每個(gè)自治系統(tǒng)都可能采用不同的數(shù)據(jù)傳輸手段，這樣通信肯定會(huì)受到阻礙，又怎么會(huì)發(fā)展為現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)呢？

02 BGP究竟是什么？

為調(diào)節(jié)這種紛爭(zhēng)，IANA這個(gè)機(jī)構(gòu)就出現(xiàn)主持公道了?。↖ANA就是負(fù)責(zé)分配IP地址的那個(gè)源頭機(jī)構(gòu)）

IANA給每個(gè)國(guó)家（自治系統(tǒng)）都分配不重復(fù)的編號(hào)，這些編號(hào)可以理解為大家都遵守的和平協(xié)議的標(biāo)識(shí)，而這個(gè)和平協(xié)議，就是BGP（Border Gateway Protocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）。

如果每一個(gè)國(guó)家（自治系統(tǒng)）都使用BGP這個(gè)規(guī)則來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，那么路由器也再不需要把全世界的設(shè)備都記下來，只需要把國(guó)家（自治系統(tǒng)）的編號(hào)記錄下來就可以啦！

那數(shù)據(jù)是如何在不同自治系統(tǒng)的路由器之間進(jìn)行傳輸?shù)哪兀?/p>

那就要說到BGP的兩個(gè)分類了：IBGP（Interior Border Gateway Protocol，內(nèi)部邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）和EBGP（External Border Gateway Protocol，外部邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議），那么他們分別是什么呢？文檔君慢慢跟你道來~

03 IBGP和EBGP有什么區(qū)別？

IBGP（Internal BGP）和EBGP（External BGP）從字面意思來看Internal表示向內(nèi)，External表示向外。

可能粉絲們有疑問BGP本來就是邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議??？不就是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議嗎？為什么還要再區(qū)分內(nèi)部和外部呢？

文檔君繼續(xù)舉例子，這個(gè)問題可以理解為分工合作，EBGP就好比每個(gè)國(guó)家的外交部，外交部專門和其他國(guó)家打交道，獲取信息后傳送給國(guó)內(nèi)的媒體再公布給社會(huì)。

相對(duì)地，IBGP就可以理解為國(guó)內(nèi)大媒體，將外交部獲得的消息傳遞到國(guó)內(nèi)。

結(jié)合上面的例子，繼續(xù)來說說EBGP和IBGP有哪些區(qū)別呢？

EBGP僅處理自治系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，IBGP僅處理自治系統(tǒng)之中的數(shù)據(jù)傳輸，就像外交部和國(guó)內(nèi)媒體分工非常明確。

IBGP從EBGP獲得的自治系統(tǒng)路徑，是不會(huì)進(jìn)行更新或者修改的，如果要更新也得由EBGP去更新或者修改，IBGP內(nèi)部不會(huì)獨(dú)自修改。

正如國(guó)內(nèi)媒體在得到外交部發(fā)布的國(guó)際新聞以后，不能自行編造新聞，必須如實(shí)傳遞，不然會(huì)使得國(guó)內(nèi)民眾的信息不對(duì)稱。

EBGP是不需要進(jìn)行全互聯(lián)的。比如興之國(guó)要和火之國(guó)通信，中間相隔其他國(guó)家，如果通過另外架設(shè)網(wǎng)絡(luò)來繞過中間國(guó)家，顯然是不劃算的，也是不現(xiàn)實(shí)的。但是如果中間國(guó)家也有使用EBGP的話，就可以透過中間國(guó)家來傳遞數(shù)據(jù)了，這樣就不需要進(jìn)行全互聯(lián)了。

04 IBGP與IGP有什么區(qū)別呢？

這個(gè)時(shí)候可能又有同學(xué)疑惑，有了IBGP，是不是不需要IGP了呢？

當(dāng)然不是！

IBGP與IGP重點(diǎn)不同，我們?cè)趯W(xué)習(xí)IGP時(shí)，我們了解它有鼎鼎有名的幾員大將，如OSPF、IS-IS、RIP……。IGP的重點(diǎn)在于自治網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)和計(jì)算路由，而IBGP在于控制整體路由的傳播。

延用上文的例子。

IBGP負(fù)責(zé)國(guó)際新聞在國(guó)內(nèi)的整體流通，就好比國(guó)內(nèi)非常有話語權(quán)的大媒體，但是具體如何傳遞給民眾并不負(fù)責(zé)。

而IGP就負(fù)責(zé)消息在國(guó)內(nèi)各個(gè)小媒體上的傳播，并盡力于如何讓這些消息傳播的更快更準(zhǔn)確，所以IBGP和IGP缺一不可。

讀到這里，大家已經(jīng)可以分清了BGP家族中的EBGP，IBGP，IGP了吧！那我們?cè)僭敿?xì)說說BGP是如何工作的？

05 BGP是如何工作的？

這兩個(gè)BGP建立會(huì)話的時(shí)候會(huì)有四種基本報(bào)文類型。

建立連接——Open報(bào)文：Open報(bào)文是TCP建立連接后發(fā)送的第一個(gè)報(bào)文，用來與其他設(shè)備或自治系統(tǒng)建立連接。

交換信息——Update報(bào)文：Update報(bào)文用于在設(shè)備或自治系統(tǒng)之間交換路由信息。

檢測(cè)狀態(tài)——Notifiaction報(bào)文：當(dāng)BGP檢測(cè)到錯(cuò)誤狀態(tài)時(shí)，就向?qū)Φ润w發(fā)出Notifiaction報(bào)文，之后BGP連接會(huì)自動(dòng)中斷。

保持連接——Keepalive報(bào)文：BGP會(huì)周期性地向設(shè)備或自治系統(tǒng)發(fā)出Keepalive消息，用來保持連接的有效性。

為方便執(zhí)行會(huì)話，BGP將交互過程分為以下六種狀態(tài)：

Idle（空閑）：為初始狀態(tài)，復(fù)位TCP連接的重連計(jì)時(shí)器（通常為60 s），準(zhǔn)備發(fā)起TCP連接。路由器查找路由表，是否有到達(dá)鄰居的路由。

Connect（連接）：BGP發(fā)送第一個(gè)TCP連接，若收不到鄰居發(fā)來的TCP應(yīng)答報(bào)文，收不到應(yīng)答的時(shí)間超過重連計(jì)時(shí)器規(guī)定的時(shí)間，就會(huì)重新發(fā)起TCP連接，并繼續(xù)保持在Connect狀態(tài)。

如果TCP連接成功，就轉(zhuǎn)到Open sent狀態(tài)。

如果TCP連接失敗，就轉(zhuǎn)為Active狀態(tài)。

Active（行動(dòng)）：當(dāng)可以發(fā)送TCP連接，也可以收到鄰居的應(yīng)答報(bào)文，但是依然無法建立起TCP三次握手，就會(huì)進(jìn)入到此狀態(tài)（TCP三次握手參見往期推文三次握手，四次揮手，原來TCP這么有禮貌!）。在此狀態(tài)，BGP總是試圖建立TCP連接。

如果TCP連接建立成功，就轉(zhuǎn)到Open sent狀態(tài)。

如果TCP連接建立失敗，不停重新發(fā)起TCP連接，就退回到Connect狀態(tài)，并在計(jì)時(shí)器結(jié)束后，轉(zhuǎn)回Active狀態(tài)。

Open sent（Open發(fā)送）：TCP連接成功，發(fā)送第一個(gè)Open報(bào)文，并等待接收鄰居的Open報(bào)文。

OPEN confirm（Open證實(shí)）：表示收到鄰居的Open報(bào)文，等待Keepalive報(bào)文或者Notifiaction報(bào)文，如果沒有收到又會(huì)進(jìn)入Active狀態(tài)。

Established（已建立）：最后BGP會(huì)話連接的時(shí)候就是Established狀態(tài)了。之后可以通過Keepalive報(bào)文進(jìn)行鄰居?；?。

其實(shí)說了這么多，BGP這個(gè)協(xié)議的核心也是讓數(shù)據(jù)在跨域傳輸?shù)臅r(shí)候選擇最優(yōu)的路徑，要選擇最優(yōu)的路徑，就必須考慮非常多的屬性、時(shí)間等因素。

這里提及BGP最重要的6個(gè)屬性：

本地偏好（local Perference）——越大越優(yōu)

這個(gè)屬性會(huì)發(fā)送給自治系統(tǒng)里所有的IBGP路由器，也就是這個(gè)屬性在自治系統(tǒng)里使用，并且提供離開自治系統(tǒng)的最優(yōu)路徑，這個(gè)屬性值同樣是越大路徑越優(yōu)。

舉個(gè)例子，選擇市內(nèi)交通工具的場(chǎng)景就類似于比較本地優(yōu)先級(jí)~

MED——越小越優(yōu)

說的屬性就是MED（ Multiple Exit Discriminator ，多出口鑒別器），如果你的相鄰自治系統(tǒng)有兩個(gè)或者多個(gè)BGP，路由和你的自治系統(tǒng)相連，這個(gè)時(shí)候MED屬性就可以定義哪條路徑更優(yōu)，使用MED屬性值來標(biāo)識(shí)這些屬性值越低，表示為更優(yōu)的路徑。

MED屬性特點(diǎn)如下：

用于向外部對(duì)等體指出進(jìn)入AS的首選路徑。

僅在相鄰兩個(gè)AS之間傳遞。

與local Perference分別指引進(jìn)、出AS的路徑。

同理，選擇市間交通工具的場(chǎng)景就類似于比較MED屬性~

自治系統(tǒng)路徑（AS path）——越少越優(yōu)

AS path就是路由經(jīng)過的所有AS的集合喔！

當(dāng)前我們需要跨越AS進(jìn)行通信的時(shí)候，將本地AS號(hào)添加到列表的最前面就可以啦！

AS path屬性可以避免形成路由環(huán)路，還可以用于路由的選擇和過濾。那么AS path屬性是如何進(jìn)行路由選擇和過濾的呢？

優(yōu)先級(jí)屬性（origin）：

IGP>EGP>INCOMPLETE

源屬性是有優(yōu)先級(jí)的喔！IGP優(yōu)先級(jí)最高，EGP次之，Incomplete優(yōu)先級(jí)最低。

NEXT HOP屬性

下一跳屬性定義了到達(dá)目的地下一跳的設(shè)備IP地址，是告訴別人去往目的地的下一個(gè)“坐標(biāo)”。比如：當(dāng)我們跳格子的時(shí)候，首先要看到下一個(gè)格子的位置。對(duì)于路由器來說，要首先確認(rèn)下一個(gè)格子（設(shè)備）的IP地址，才可以發(fā)送數(shù)據(jù)到這個(gè)設(shè)備。

具體還可以分為以下情況：

COMMUNITY屬性

團(tuán)體屬性根據(jù)某些特征對(duì)路由信息進(jìn)行分類，與AS無關(guān)。常被用來簡(jiǎn)化路由策略的應(yīng)用和降低維護(hù)管理的難度。

有了這些屬性以后，我們就可以使用算法配合這些屬性，算出最佳的路徑。

當(dāng)然BGP并不是一個(gè)自動(dòng)配置的協(xié)議，而是需要手動(dòng)配置的??！

06 BGP有哪些新發(fā)展？

接下來我們就把話筒遞給BGP，讓他來介紹一下BGP有哪些新發(fā)展？

信息搜集有途徑——BGP Link State

經(jīng)過認(rèn)真的深造學(xué)習(xí)，BGP不僅擴(kuò)展上文提到的屬性，還定義了新的link-state NLRI，一致通過了地址族信息AFI/SAFI為163888/71的封裝標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫占囊环N新方式——BGP-LS！使得拓?fù)涞氖占鼮楦咝В?/p>

大型組網(wǎng)有對(duì)策——Segment Routing

網(wǎng)絡(luò)安全有保障——BGP Flow Specification

DoS（Denial of Service）/DDos（Distributed Denail of Service）攻擊對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)重大威脅，它就像堵車一樣會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞或者服務(wù)器CPU占用過高而無法為用戶提供服務(wù)。而傳統(tǒng)的流分類、重定向技術(shù)都有一定的缺陷。

BGP為了解決傳統(tǒng)預(yù)防方法的缺陷，通過NLRI（Network Layer Reachability Information，網(wǎng)絡(luò)層可達(dá)信息）屬性攜帶流量匹配信息，AFI/SAFI為1/133，擴(kuò)展了團(tuán)體屬性來攜帶數(shù)據(jù)流處理動(dòng)作，比如對(duì)流量進(jìn)行限速、引流、丟棄等。

極簡(jiǎn)演進(jìn)有方向——EVPN

互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)高速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器數(shù)量的大量增加，虛擬機(jī)的產(chǎn)生使得二層域內(nèi)MAC數(shù)量劇增，傳統(tǒng)二層以太網(wǎng)VPN技術(shù)VPLS不能滿足建立超大型數(shù)據(jù)中心的需要。

審核編輯：劉清