BGP路由技术

概述

BGP（边界网关协议）是一种实现自治系统AS之间的路由可达，并选择最佳路由的矢量性协议。

特点

一，BGP的对等体之间必须逻辑上连通，并进行TCP连接。目的端口号为179，本地端口号任意
二，BGP对等体和IGP对等体不同，BGP对等体是指使用TCP连接的两端，而非与TCP同概念的直连邻居，只要TCP能够建立连接并不一定需要直连
三，BGP本身只负责控制路由，数据转发依然靠静态或IGP路由
四，路由更新时，BGP只发送更新的路由，大大减少了BGP传播路由所占用的带宽，使用在公网上传播大量的路由信息
五，AS之间：BGP通过携带AS_PATH信息标记途径的AS，带有本地AS号的路由将丢弃，避免区域间产生环路
六，AS内部：BGP在AS内学到的路由不会再通告给AS在内的BGP邻居，避免AS内产生环路

BGP分类

BGP按照运行方式为EBGP和IBGP

EBGP：运行不同AS之间的BGP称为EBGP。为了防止AS间产生环路，当BGP设备接收EBGP对等体发送的路由时，会将带有本地的路由丢弃掉
IBGP：运行于同一AS内部的BGP称为IBGP。为了防止AS内产生环路，BGP设备不将从IBGP对等体学到的路由通告给其他IBGP对等体，并与所有IBGP对等体建立连接。

BGP的工作原理

一，BGP的报文

BGP对等体之间通过以下5种报文进行交互，其中Keepalive报文为周期性发送，其余报文为触发式报文

①，Open报文：用于协商BGP对等体的各项参数，主要包括BGP版本，AS号等信息。建立BGP对等体连接。Open报文是TCP连接建立后发送的第一个报文
②，Update报文：用于在对等体之间交换信息
连接建立后，有路由需要发送或路由变化时，发送Update通告对端可达或者撤销路由信息及路由路径属性
③，Notification报文：用于中断BGP连接
当BGP在运行中发现错误时，发送Notification报文通告BGP对端，随后与之相关的邻居关系将被关闭
④，Keepalive报文：用于保持BGO连接
定时发送Keepalive报文以保持BGP对等体关系的有效性
相应收到的正确Open报文
⑤，Route-refresh报文：用于再改变路由策略后软复位BGP路由表请求对等体重新发送路由信息。
只用支持路由刷新能力的BGP设备发送响应这个报文。

二，BGP状态机

BGP对等体的交互过程中存在6种状态机：空闲，连接，活跃，Open报文已发送，Open报文已确认，连接已建立。

①，Idie：这个状态是BGP的初始状态。在这状态下，BGP拒绝邻居发送的连接请求。只有在收到本设备的Start事件后，BGP才开始尝试和其他BGP对等体进行TCP连接，并转至Connect。
②，Connect：在此状态下，BGP启动连接重传定时器，等待TCP完成连接。
如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送open报文，并转至OpenSent状态。
如果TCO连接失败，那么BGP停留在Active状态，反复尝试连接。
如果连接重传定时器超时，仍没有收到对等体的响应，那么停留在Connect状态。
③，Active状态：这个状态BGP总是在试图建立TCP连接
等待TCP完成连接。
如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送open报文，关闭连接重传定时器，并转至OpenSent状态。
如果TCO连接失败，那么BGP停留在Active状态，反复尝试连接。
如果连接重传定时器超时，仍没有收到对等体的响应，那么停留在Connect状态。
④，OpenSent：这个状态下，BGP等待对等体的OpenSent报文，并对收到的Open报文中的AS号，版本号，认证码等进行检查。
如果收到的Open报文正确，那么BGP发送Keepalive报文，并转至OpenConfirm状态。
如果发现收到的Open报文有错误，那么BGP发送Notification报文给对等体，并转至Idie状态。
⑤，OpenConfirm：这个状态下，BGP等待Keepalive或Notification报文。如果收到Keepalive报文，则转至Established状态，如果收到Notification报文，则转至Idie状态。
⑥，Established：这个状态下，BGP可以和对等体交换Update，Keepalive，Route-refresh报文和Notification报文。
如果收到正确的Upadte或Keepalive报文，那么BGP就认为对端处于正常运行状态，将保持BGP连接
如果收到错误的Update或Keepalive报文，那么BGP发送Notification报文通知对端，并转至Idie状态。
如果收到Notification报文，那么BGP转至Idie状态
如果收到TCP拆链通知，那么BGP断开连接，转至Idie状态。
Route-refresh报文不会改变BGP状态。

BGP对等体之间的交互原则

1，从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体
2，从EBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备发布给它所有EBGP和IBGP对等体
3，当存在多条到达同一目的地址的有效路由时，BGP设备只将最优路由发布给对等体
4，路由更新时，BGP设备只发送更新的BGP路由
5，所有对等体发送的路由，BGP设备都会接收
6，所有EBGP对等体在传递过程中下一跳改变
7，所有IBGP对等体在传递过程中下一跳不变
8，默认EBGP传递TTL值为1
9，默认IBGP传递时TTL值为255

建立对等体注意点

直连建立对等体需要注意的点

建立IBGP对等体时要让下一跳可达，处于边界的IBGP对等体需要将下一跳指向自己。

用环回口建立邻居需要注意的点

需要修改更新源，默认更新源是物理口，需要改成环回口。
建立EBGP对等体时因为EBGP只能传一跳，因此，在建立EBGP对等体时，需要修改EBGP多跳的跳数为2以上。

BGP实例

网络拓扑图

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7