BGP理论基础

BGP理论基础

BGP 的基本概念：
BGP基于TCP来承载，端口号为179，且无需周期性更新，路由更新 只发送增量路由，通过周期性发送keepalive报文来保活。

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1、 自治系统AS（Autonomous System）：
AS号分为2字节和4字节——2字节AS号范围：1-65535,64511-65535为私有AS号码；4字节AS号范围：2的32次方个。

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2、 BGP分类：
1）、EBGP：运行于不同AS之间的BGP；（防环机制：通过as-path机制，即从EBGP邻居学到的路由中，包含本地AS号的将被丢弃，可通过命令修改为不丢弃）（EBGP中TTL默认为1）
2）、IBGP：运行于同一AS内部的BGP；（防环机制：从IBGP对等体学到的路由不通告给其他的IBGP对等体）（IBGP中TTL默认为255）

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3、 BGP的路由器号（Router ID）：
用于标识 BGP 设备的 32 位的值，通常是 IPv4 地址的形式，在 BGP 会话建立时发送的 Open 报文中携带。对等体之间建立 BGP 会话时，每个 BGP 设备都必须有唯一的
Router ID，否则对等体之间不能建立 BGP 连接。

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4、 BGP的5种报文：
1）、open：用于建立BGP对等体连接；
2）、update：用于在对等体之间交换路由信息（包括传递可达和不可达的路由信息，不可达的路由信息意思是需要撤销掉这条路由）；
3）、notification：用于中断BGP连接，当BGP对等体检测到错误的时候，就发送这个消息给对等体；
4）、keepalive：用于保持BPG连接（周期性发送）；（间隔时间为60s，hold time时间为180s）
5）、route-refresh：用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。只有支持路由刷新能力的BGP设备会发送和响应此报文

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5、 BGP状态机：
6 种状态机：空闲状态（Idle）、连接状态（Connect）、活跃（Active）、 Open 报文已发送（OpenSent）、 Open 报文已确认（OpenConfirm）和连接已建立（Established）

1）、Idle：BGP初始状态，这个时候拒绝邻居发送的连接请求。只有收到本设备的Start事件后（相当于我们只要使能了BGP协议，就进入Idle状态，Start就是我们配置BGP的过程）才开始尝试与其他BGP对等体进行TCP连接并转入Connect状态。（收到 Notification 报文 或 TCP 拆链通知等 Error 事件后，BGP 会转至 Idle状态）
2）、Connect：建立TCP连接，并启用重传定时器。如果TCP三次握手建立成功，就向BGP对等体发送Open报文并转入Opensent状态；如果TCP三次握手建立失败，就转入Active状态；如果在重传定时器超时后还没收到对等体的响应（没有收到对端的TCP响应），那么就停留在Connect状态并向其他BGP对等体建立TCP连接。
3）、Active：总是在尝试建立TCP连接。如果TCP建立成功，就向对等体发送Open报文，关闭重传定时器并转入Opensent状态；如果TCP建立不成功，就停留在Active状态。
4）、Opensent：说明TCP连接已经正常并且已经发送了Open报文。等待对等体的Open报文，并且检查所收到对端的Open报文中的AS号，版本，认证等信息。如果正确，就发送keepalive报文，并转入OpenConfirm状态；如果错误，就发送Notification给对等体，并转入Idle状态。
5）、OpenConfirm：等待对等体的keepalive或者Notification报文，如果收到keepalive报文就转入Estabilished状态；如果收到Notification报文，就转入Idle状态。
6）、Estabilished：交互keepalive，Update，Route-refresh，Notification报文。

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6、 BGP对等体交互原则：
1）、 从IBGP邻居学到的路由，只会发给EBGP邻居，默认不会发给IBGP邻居；（IBGP水平分割原则，可以通过路由反射器或联盟解决）
2）、从EBGP邻居获取的路由，传递给IBGP邻居时，默认不会修改下一跳；（可以修改为下一跳自我）
3）、BGP只会把本地最优的路由传递给邻居；
4）、路由更新时，只会发送更新的BGP路由给邻居。

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7、 BGP认证：
1）、MD5认证：只能对TCP连接设置认证；（BGP是通过TCP承载，所以BGP后续报文都有认证信息）
2）、Keychain认证：可以为TCP连接设置认证，也可以对BGP协议报文设置认证。

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8、 BGP GTSM：
检测 IP 报文头中的 TTL（time-to-live）值是否在一个预先设置好的特定范围内，并对不符合 TTL 值范围的报文进行允许通过或丢弃的操作，从而实现了保护 IP 层以上业务，增强系统安全性的目的

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9、 BGP属性：
1）、公认必遵（Well-known mandatory）：所有路由器都认识，Update信息必须有，否则会报错；
2）、公认任意（Well-known discretionary）：所有路由器都认识，Update信息可有可无；
3）、可选传递（Optional transitive）：路由器可以不认识，但是会接收此类属性，并且传递给其他对等体；
4）、可选非传递（Optional non-transitive）：路由器可以不认识，但如果不认识就会忽略此类属性，并且不会传递给他的对等体。

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10、 BGP选路策略：
1）、优选协议首选值（PrefVal）最高的路由。（华为私有属性，仅在本地有效，默认为0）
2）、优选本地优先级（Local_Pref）最高的路由；（默认为100）
3）、依次优选手动聚合路由、自动聚合路由、 network 命令引入的路由、 import-route 命令引入的路由、从对等体学习的路由；
4）、优选 AS 路径（AS_Path）最短的路由；
5）、依次优选 Origin 类型为 IGP、 EGP、 Incomplete 的路由；
6）、对于来自同一 AS 的路由，优选 MED（Multi Exit Discriminator）值最低的路由；（默认为0）
7）、ebgp>ibgp>localcross路由>remotecross路由；（PE上某个 ×××实例的 ×××v4路由的 ERT匹配其他 ×××实例的 IRT后复制到该 ×××实例，称为 LocalCross；从远端 PE 学习到的 ×××v4 路由的 ERT 匹配某个 ××× 实例的 IRT 后复制到该 ××× 实例，称为 RemoteCross）
8）、优选到 BGP 下一跳 IGP 度量值（metric）最小的路由；
9）、是否支持负载均衡，前8条一样，且as-path完全相同（都是聚合路由或都不是），如果配置了多路径负载均衡的话，进行负载均衡（这里默认IBGP和EBGP路由都参与负载均衡）；
10）、优选cluster-list长度最小的；
11）、orinator-id越小越优；
12）、router-id越小越优；
13）、peer ip address地址低的优先。

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11、 路由反射器原理及路由发布规则：
1）、采用独有的 Cluster_List 属性和 Originator_ID 属性防止路由环路；
2）、选路规则：
1.从Non-Client端的IBGP对等体学到的路由会发给所有的Client端；
2.从Client端学到的路由，发布给所有的Client端（发起此路由的Client除外）和Non-Client；
3.从EBGP对等体学到的路由，发布给所有的Client端和Non-Client；
4.从Non-Client端的IBGP对等体学到的路由不会发给Non-Client端对等体；
3）、Cluster-List和Originator-ID的工作原理：
1.当一个客户端/非客户端更新一条路由给RR时，RR首先给这个信息打上Originator-ID，为这条路由始发的router-id；
2.之后RR给这个更新信息打上自己簇的Cluster-ID放入Cluster-List里面，并传递给他的客户/非客户端/另外一个RR；
3.当另外一个RR收到时，在原有的Cluster-List最前面再加上自己簇的Cluster-ID，Originator-ID如果有就不改变，如果没有就创建；
4.这样下去，Cluster-List里面有所有经过RR的Cluster-ID，并且在Originator-ID里面有路由始发的router-id；
5.当RR收到一个更新信息时，检查Cluster-List，如果里面有自己的router-id，就丢弃，如果没有，就添加并且转发；
6.当一个非RR收到更新信息时，检查Originator-ID，如果发现和自己的router-id匹配，就丢弃，否则就接收。 （注：Cluster-List是给RR防环用的，Originator-ID是给非RR防环用的，但都由RR添加）。

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12、 BGP路由聚合：
聚合后的路由默认不会继承明细路由的属性，从路由表上看是汇聚者自己产生的聚合路由，这样就会把聚合后的路由反传给明细路由的始发者，这样一方面浪费了资源，没必要将汇聚后的路由传递给始发者，一方面造成了路由黑洞，因为当其中一条明细路由消失后，聚合不会消失（全部明细路由消失，聚合路由才会消失），这样去往这个明细的数据包还是通过聚合路由发送过来。所以这个时候我们使用AS-SET，当打上这个属性后，聚合路由的as-path就是所有明细路由as-path的集合。as-set中的as-path是无序的。 （AS-SET的缺点：当聚合后使用AS-SET命令后，明细路由的消失会导致网络的震荡，因为聚合路由的as-path是所有明细的集合，所以当其中明细消失后，路由器都要通告给对等体，AS-PATH有改变。 AS-SET不仅继承AS-PATH，也继承起源属性）

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13、 BGP ORF：
ORF：根据本端的入口策略，构建对端的出口策略，本端需要哪些路由告诉对端，让对端只发送我所需要的这些路由。