计算机网络——网络层-边界网关协议(BGP)

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边界网关协议(Broder Gateway Protocol,BGP)

• BGP4是当前因特网中域间路由选择的事实标准；

BGP服务

BGP为每个AS提供以下服务：

1. 从相邻AS处获得子网可达性信息；
2. 向本AS内部的所有路由器传播可达性信息；
3. 基于可达性信息和AS策略，确定到达子网的优路由；

• BGP使得每个子网向因特网的其它部分通过自身的存在 ，即确保因特网中的所有AS了解该子网的存在即如何到达该子网；
• BGP使得每个AS了解经过其相邻AS可达的目的地；
• 目的地不是主机IP，而是CDIR（无类别域间路由选择）化的前缀；
• 每个前缀代表一个子网或一个子网的集合；
• BGP通过IP地址聚合，最长前缀匹配等技术生成，解析前缀；

BGP基本概念

BGP会话

• 用于BGP的TCP连接，路由器对使用179端口的半永久TCP连接以交换路由选择信息；
• BGP会话是TCP连接，未必与实际的物理链路对应；

BGP对等方 位于一个BGP会话两端的两台路由器；
外部BGP会话(eBGP) 跨越两个AS的BGP会话；
内部BGP会话(iBGP) 同一AS内两路由器间的BGP会话；

路径属性及BGP路由

自洽系统号(Autonomous System Number,ASN)

• BGP中，自洽系统由全局唯一的自洽系统号标识(桩AS无ASN)；
• AS号由ICANN地区注册机构分配；

桩AS

• 仅承载源地址或目的地址为本AS的流量，通常无ASN；
• 即不承载中转流量的AS，这样的AS往往是客户AS；

路由

• 路由是带有BGP属性的IP前缀；
• BGP对等方通过BGP会话彼此通告路由；

路由属性

• AS-PATH
  该属性包含前缀的通告已经通过的AS;
  当前缀传送到一个AS时，该AS将它的ASN添加到AS-PATH属性中；
  AS-PATH属性可以检测和防止循环通告；
  一台路由器若发现他的AS被包括在AS-PATH中，则它会拒绝该通告；
• NEXT-HOP
  一个开始某AS-PATH的路由器接口，即下一跳AS对应网关路由器的相应接口；
  路由器使用该属性配置转发表；

输入策略
当网关路由器收到一条路由时，根据输入策略决定接收或过滤该路由；

BGP路由选择
BGP使用eBGP和iBGP发布路由；
某台路由器可能知道到达某一前缀的多条路由，路由器必须在可能的路由中选择一条；
消除规则
输入：到同一前缀的多条路由
输出：一条路由

1. 本地偏好值，该值由AS的网络管理员设置；被配置了本地偏好的路由器，会选择本地偏好值最大的路由；若有多个最大值，进入下一步；
2. 选择具有最短AS-PATH的路由；若有多个最短AS-PATH路由，进入下一步；
3. 选择具有最靠近NEXT-HOP路由器的路由（即热土豆路由选择）；最靠近指最低费用；若有多个最靠近路由器，进入下一步；
4. 使用BGP标识符选择路由；

路由选择策略

• AS网络可分为主干提供商网络和客户桩网络

• 客户桩网络至少与一个提供商网络相连以获得因特网连接
• 客户桩网络也可以多宿，即同时与多个提供商网络连接
• 多宿的客户桩网络不会转发过路流量，亦即所有通告客户桩网络的流量或者发送源该网络，或者目的地是该网络
• 亦即，客户桩网络不会向邻居AS转发到其它网络的BGP通告

• 主干提供商网络与其它提供商网络和它的客户网络相连
• 提供商网络会为它的客户转发BGP通告
• 提供商网络之间如何转发BGP通告并没有统一的强制性规定
  事实上的商业法则是，任何穿越某ISP主干网的流量必须是其源或目的地位于该ISP的某个客户网络的流量；否则，这些流量就免费通过该ISP网络