BGP边界网关路由协议，超详细总结
一、BGP基本概念
BGP:边界网关路由协议
无类别的路径矢量EGP协议，是EGP类别的路由协议，用于AS与AS间进行路由条目共享；
AS编号 0-65535标准编号，其中1-64511公有，64512-65535私有
32位二进制构建为扩展编号；
BGP协议为不同AS间共享路由，工作时隔离两个AS的内部网络，形成一个独立的交互空间；且同时可以实施强大的策略来干涉选路；
BGP使用TCP作为其传输层协议（监听端口为179），提高了协议的可靠性，且不需要专门的机制来确保连接的可靠性
二、名词解释
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IGP（内部网关协议）追求：收敛速度快，选择路径佳（无环），占用资源少，hop-by-hop
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EGP（外部网关协议）追求：可控性，可靠性，AS-BY-AS。
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BGP的发言者：发送BGP消息的路由器叫做BGP的发言者。
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BGP对等体：相互交换BGP消息的路由器叫做BGP的对等体。
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IBGP对等体：同一个自治系统内的对等体关系。
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EBGP对等体：不同自治系统间的对等体关系。
三、BGP的三个特性
1.可控性——BGP协议不是路由的产生者，仅为搬运者，且AS间正常应该存在大量的链路来保障稳定性；故BGP协议传递的路由条目很难默认最佳选路；需要管理员对路由进行大量的策略来干涉选路；
2.可靠性——BGP协议虽然像距离矢量协议一样仅传递路由条目，但更新量依然很大；为了避免对设备资源的占用选择了增量更新—仅触发、无周期； 故需要保障所有的路由传递到位，因此BGP协议基于TCP工作；TCP的三次握手条件使得TCP只能基于单播工作,同时BGP需要非直连建邻;BGP基于IGP之上，先IGP使BGP设备间IP可达，然后BGP才能基于TCP建立非直连邻居关系；
3.AS-BY-AS——以一个AS为一跳，将一个AS看成一个整体。
四、BGP特点
1.无类别路径矢量 -----距离矢量的升级版—AS–BY–AS
2.使用单播更新来发送所有信息；
3.基于TCP 179端口工作增量更新–仅触发无周期
4.具有丰富的属性来取代IGP中度量进行选路----多个参数控制协议（BGP的核心就是它的属性）
5.可以在进项和出项对流量实施强大的策略–可控性
6.默认不被用于负载均衡-----通过各种选路规则仅仅产生一条最佳路径
7.BGP支持认证和聚合（汇总）
五、BGP数据包
基于TCP的179端口工作；故BGP协议中所有的数据包均需要在tcp会话建立后，基于TCP的会话来进行传输及可靠性的保障；
首先通过TCP的三次握手来寻找到邻居；
1.Open 仅负责邻居关系的建立，正常进收发一次即可；携带route-id，hold time 默认3min
2.Keeplive 保活 周期1min查询邻居关系是否存在；实际保活TCP会话；
3.Update 携带路由条目 目标网络号+各种属性
4.Notification 出现错误数据时收发；
六、BGP的工作过程
1.管理员定义邻居的ip地址，前提要求对邻居ip可达； — IGP可达
2.启动BGP协议后，先目标端口为179进行TCP的三次握手来建立TCP的会话；
3.会话建立后，收发open报文来建立邻居关系，生成邻居表；
4.邻居关系建立后，邻居间使用update 共享路由条目，在收发了路由信息后，本地生成BGP表；
5.BGP中装载本地发出及接收到的所有路由条目；
6.之后路由器将BGP表中的最优路径（不一定是最佳选路，仅为BGP参数最佳）加载于路由表中;
7.收敛完成!仅keeplive周期保活即可；
七、结构突变
- 新增网段 – BGP更新源设备将使用update来告知本地所有的邻居
- 断开网段 – BGP更新源设备将使用update来告知本地所有的邻居
- 无法沟通 – 3min hold time到时时断开邻居关系和TCP会话，之后删除从该邻居处学习到的所有信息；
BGP更新源设备并不一定直连断开或新增网段的设备，而是第一台将该路由发布到BGP协议中的路由器；
八、专业名词
EBGP 外部的BGP邻居关系，两台处于不同AS的BGP路由器间建立的邻居关系。
IBGP 内部的BGP邻居关系，两台处于同一个AS内的BGP路由器间的建立的邻居关系。
九、BGP的路由黑洞
由于bgp协议可以非直连建立邻居关系，故若两台BGP邻居间存在未运行BGP协议的路由时；可能出现路由条目可以在控制层面正常单播传递，但数据层面流量经过未运行BGP协议的设备时，无法通行；控制层面可达，数据层面不可达；
解决方法：
1、 物理或逻辑链路全连
2、 全连的BGP邻居关系，所有设备运行bgp；
3、 将BGP路由条目重发布到IGP协议中（LAB）
4、 最佳方案—MPLS 多协议标签交换
十、BGP的防环机制；–水平分割
1、EBGP水平分割—防止EBGP环路
利用BGP条目中的as-path 属性，该属性将记录所有经过的AS编号；接收到的路由条目中若as-path中存在本地的AS号，将拒绝接收；
2、IBGP水平分割—防止IBGP环路
基于AS-BY-AS特性，BGP的路由条目默认在一个AS内部传递时，其属性不变化；
IBGP水平分割—— 从一个IBGP邻居处学习到的路由条目不得传递给本地其他IBGP邻居；
因为BGP协议具有非直连建立邻居的能力，故在一个AS内部只要设备运行BGP协议，那么其必然存在EBGP邻居关系（一定连接了其他的AS）；IBGP水平分割规则将导致在一个AS内部所有运行了BGP协议的路由器间，均需要建立IBGP邻居关系，才能正常传递路由条目—建立邻居关系的配置成指数增长；
可以使用联邦和路由反射器来解决该问题，下面会有详解。
十一、 BGP的基础配置
1 、建立邻居关系—BGP基于单播进行建邻和沟通，故需要管理员手工指定邻居的ip地址；
1） 使用直连接口ip地址来建立EBGP邻居关系
[r1]bgp 1 启动时需要定义真实的AS号，没有多进程概念
[r1-bgp]router-id 1.1.1.1 建议手工配置RID，--手工—环回最大值---物理接口最大值
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 as-number 2 对端IP地址，及对端所在的AS号2）实际工程中，一个AS的内部正常具有较为复杂的网络拓扑结构，设备到设备间存在大量的备份和负载均衡；因此建立IBGP邻居关系时，建议使用双方的环回接口来作为源/目IP地址；
[r3]bgp 2
[r3-bgp]router-id 3.3.3.3
[r3-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 2
一旦使用环回接口作为目标ip地址时，也应该修改源为本地的环回接口ip地址
[r3-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 03） 若EBGP邻居间存在多条直连链路时，也建议使用环回接口来建立；
「1」 IP可达
[r4]ip route-static 5.5.5.0 24 45.1.1.2
[r4]ip route-static 5.5.5.0 24 54.1.1.2「2」建立BGP邻居关系
[r5]bgp 3
[r5-bgp]router-id 5.5.5.5
[r5-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 2
[r5-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0「3」BGP规定EBGP邻居间默认所有的BGP数据包TTL值为1，导致环回建立邻居关系服务正常
[r4-bgp]peer 5.5.5.5 ebgp-max-hop 2当两端邻居建立配置完成后，将进行tcp的三次握手，建立TCP的会话；
[r1]display tcp status
TCPCB Tid/Soid Local Add:port Foreign Add:port VPNID State
b4ca4bc8 164/8 12.1.1.1:179 12.1.1.2:50042 0 Established当TCP会话建立后，BGP协议基于会话收发一次open报文，建立邻居关系，生成邻居表：
[r1]display bgp peer
BGP local router ID : 1.1.1.1
Local AS number : 1
Total number of peers : 1 Peers in established state : 1
Peer V AS MsgRcvd MsgSent OutQ Up/Down State PrefRcv
12.1.1.2 4 2 6 7 0 00:04:29 Established 0十二、 BGP的路由宣告
BGP协议本身不计算生成路由条目；负责转发从其他BGP邻居传递过来的路由条目；
同时可以将本地路由表中任意路由宣告到BGP协议中来;
BGP宣告配置时，只能宣告本地路由表中的路由条目，且宣告配置中网络号的掩码必须和路由表中的记录完全的一致；
[r1]bgp 1
[r1-bgp]network 1.1.1.0 24当BGP设备进行宣告配置后，本地生成BGP表：装载本地发出及接收到所有BGP路由
[r1]display bgp routing-table
BGP Local router ID is 1.1.1.1
Status codes: * - valid, > - best, d - damped,
h - history, i - internal, s - suppressed, S - Stale
Origin : i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
Total Number of Routes: 1
Network NextHop MED LocPrf PrefVal Path/Ogn
*> 1.1.1.0/24 0.0.0.0 0 0 i
状态 目标网络号 下一跳 属性*表示可用 >表示条目优秀—可以加表，可以传递（共享给本地的其他邻居）
状态处的i表示该条目通过IBGP邻居关系学习
不优的原因：1、下一跳不可达（因为AS-BY-AS）
[r2]bgp 2
[r2-bgp]peer 3.3.3.3 next-hop-local 将BGP路由传输给邻居3.3.3.3时修改下一跳属性为本地（2.2.2.2）条目传递给本地的ebgp邻居，自动修改属性，包括下一跳为本地；
十三、有条件的打破IBGP的水平分割
IBGP水平分割——避免IBGP环路，从一个IBGP邻居处学习到的路由条目不能传递给本地的其他IBGP邻居；
因为BGP可以非直连建邻，故正常一台运行了BGP协议的路由器，均存在EBGP邻居，需要从其他AS学习路由条目，再共享到内部AS时，由于水平分割的现在，需要和本地AS内所有的BGP设备建立IBGP邻居关系；IBGP邻居关系的数量成指数上升；
有条件打破IBGP水平分割的有条件——在管理员确定网络无环的前提下，人为的打破水平分割限制建设邻居关系的数量；
无环的核心思想为AS-BY-AS规则；一条条目在AS内部传递时其属性默认不变化；
【1】 路由反射器
3种角色，RR（反射器） 客户端 非客户端
3者构建一个簇；可以理解为RR为中心站点，客户端或非客户端是分支站点
要求所有分支与中心必须是IBGP邻居关系；在一个簇中至少存在一台客户端；
规则：
1、 RR从一台EBGP邻居处学习到的路由可以传输给本地的客户端、非客户端、其他EBGP邻居
2、RR从一台客户端邻居处学习到的路由，可以传输给本地的其他客户端、非客户端、其他EBGP邻居
3、RR从一台非客户端邻居处学习到的路由条目，可以传输给本地的客户端，其他EBGP邻居；不得传输给本地的其他非客户端；
注意：若路由条目不优，不具有传递性；反射器也无法反射路由；
[r3-bgp]peer 2.2.2.2 reflect-client让2.2.2.2成为本地的客户端，同时本地成为路由反射器；
【2】 联邦
将一个真实的大AS，逻辑的分为多个小AS；
小AS的编号建议为私有编号；
小AS间构建联邦内的EBGP邻居关系，可以向真实EBGP关系一样传递路由条目，但不修改属性； 对于该大AS外的其他AS，是不知道内部的小AS情况；
- 所有配置全部基于小as号进行
[r3]bgp 64512
[r3-bgp]router-id 3.3.3.3
[r3-bgp]pe 2.2.2.2 as-number 64512
[r3-bgp]pe 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0
[r3-bgp]pe 4.4.4.4 as-number 64513
[r3-bgp]pe 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0
[r3-bgp]peer 4.4.4.4 ebgp-max-hop 22）联邦内所有运行BGP协议的设备均声明自己所在的大AS号
[r2]bgp 64512
[r2-bgp]confederation id 23）小AS间互指peer；在联邦内的ebgp邻居关系间的两台设备，互相定义对端的小AS号；
[r4-bgp]confederation peer-as 64512切记：华为设备，必须先定义联邦的id，和互相小AS号后再配置邻居关系建立的命令；
在实际的工程案例中，联邦和反射器是同时被使用，降低配置量；
十四、 BGP的宣告问题
若在一台运行了BGP协议的路由器上，宣告本地路由器表中通过其他协议学习到的路由信息时，将携带本地到达这些目标网段的cost值；
若一台BGP设备通过IBGP关系学习到了一条BGP路由，路由中携带了度量值；之后本地将这条路由转发到本地的其他EBGP邻居时，将删除cost，因为这些cost不是本地的度量；故，若需要基于cost值进行选路干涉，建议本地也配置宣告这些路由条目，来携带本地的cost到其他EBGP邻居；
十五、关闭自动汇总
在BGP协议中，自动汇总功能默认被关闭；
切记：在RIP/EIGRP这些IGP中的DV型路由协议中，开启自动汇总，将导致邻居间传递的所有路由条目携带主类的子网掩码
但在BGP协议中,自动汇总功能对正常的BGP宣告路由无意义,进针对重发布进入BGP协议的路由起效；
开启自动汇总时：不携带原有掩码，使用主类；不携带cost值；故不建议开启
[r2-bgp] summary automatic 开启自动汇总命令BGP协议中的宣告可以理解为逐条的重发布;重发布IGP到BGP可以理解为批量的宣告;但两者产生的路由,其起源属性不同,宣告路由优于重发布路由;
因此建议若使用重发布，也可宣告一样，每台存在EBGP邻居的BGP路由器均考虑进行一次重发布；
十六、 手工汇总—BGP称为聚合
【1】 不是BGP的正常聚合配置，利用了BGP的宣告的特征—本地路由表中的路由条目无论来源，无论去向（缺省除外）； 先在本地路由表中静态添加一条指向汇总地址的空接口防环路由，然后再在BGP协议中宣告这条空接口路由，减少了宣告明细部分的操作量；
注：BGP工作在互联网环境下，控制选路的情况十分常见,AS间可以在传递聚合条目的同时，让部分路由器来传递明细路由，可以实现干涉选路的功能；
【2】标准的BGP协议聚合配置；
先逐条宣告本地所有明细路由，再进行聚合配置
[r1-bgp]aggregate 20.1.0.0 22 配置完成后，本地自动生成空接口防环路由此时明细和聚合条目同时发出
[r1-bgp]aggregate 20.1.0.0 22 detail-suppressed 仅发送聚合条目，不转发明细条目；基于需要，需要在传递聚合条目的同时，再转发部分的明细路由
1、 抑制列表—定制抑制列表，在传递路由过程中，对部分不希望传递的条目进行抑制
[r1]ip ip-prefix a permit 20.1.1.0 24
[r1]route-policy a permit node 10
[r1-route-policy]if-match ip-prefix a
[r1-route-policy]q
[r1]bgp 1
[r1-bgp]aggregate 20.1.0.0 22 suppress-policy a
使用抑制规则调用route-policy时，被匹配允许的流量最终被抑制传递2、 分发列表
[r1]bgp 1
[r1-bgp]aggregate 20.1.0.0 22
[r1]ip ip-prefix b deny 20.1.1.0 24
[r1]ip ip-prefix b permit 0.0.0.0 0 le 32
[r1]bgp 1
[r1-bgp]filter-policy ip-prefix b export3、 route-map 在bgp协议中直接调用route-map；
[r1]bgp 1
[r1-bgp]aggregate 20.1.0.0 22
[r1]ip ip-prefix c permit 20.1.1.0 24
[r1]route-policy c deny node 10
[r1-route-policy]if-match ip-prefix c
[r1-route-policy]q
[r1]route-policy c permit node 20
[r1-route-policy]q
[r1]bgp 1
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 route-policy c export
4、直接调用前缀列表实现分发
[r1]bgp 1
[r1-bgp]aggregate 20.1.0.0 22
[r1]ip ip-prefix d deny 20.1.1.0 24
[r1]ip ip-prefix d permit 0.0.0.0 0 le 32
[r1]bgp 1
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 ip-prefix d export
十七、 认证——邻居间保证更新安全
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 password cipher/simple cisco123 两端的邻居配置需要一致 密文/明文 十八、选路
BGP的选路：比较前提，多条BGP路由目标相同，且均可优(下一跳可达、同步关闭)，具有相同的优先级（管理距离）
- 优选Preference_Value值最高的路由（私有属性，仅本地有效）。不传递 权限最高属性 可以干涉EBGP/IBGP选路
- 优选本地优先级（Local_Preference）最高的路由。IBGP邻居关系间传递 只能，最常干涉IBGP关系的选路
- 优选手动聚合>自动聚合>network>import>从对等体学到的。
- 优选AS_Path短的路由。EBGP/IBGP关系均可被干涉，但只能在EBGP邻居间修改；
- 起源类型IGP>EGP>Incomplete。起源属性 i优于e优于？； 可在控制层面任意接口修改；
- 对于来自同一AS的路由，优选MED值小的。默认为0，宣告或重发布（关闭自动汇总）路由时携带本地到达目标的cost最常用于干涉EBGP选路的属性
- 优选从EBGP学来的路由（EBGP>IBGP）。
- 优选AS内部IGP的Metric最小的路由。
- 优选Cluster_List最短的路由。
- 优选Orginator_ID最小的路由。
- 优选Router_ID最小的路由器发布的路由。
- 优选具有较小IP地址的邻居学来的路由。