BGP(边界网关协议）

目录

基本概念

AS的概念

BGP路由协议的特点

BGP的分类

工作原理

BGP的报文（5种）

BGP状态机（6种）

BGP对等体之间的交互原则

建立对等体的注意点

配置要点

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基本概念

BGP是边界网关协议，实现自治系统AS之间的路由可达，并选择最佳路径的距离矢量路由协议。

AS的概念

• 自治系统，指的是在同一个组织管理下，使用相同策略的设备的集合。
• 不同AS通过AS号区分，AS的取值范围1-65535，其中64512-65535是私有AS号。IANA负责AS号的分发。
• 中国电信163 AS号：4134
• 中国电信 CN AS号：4809
• 中国网通AS 号:9929

BGP路由协议的特点

1. BGP能承载大批量的路由信息，能够支撑大规模网络。
2. BGP使用TCP作为其传输层协议（监听端口号179），提高协议的可靠性。
3. BGP是外部路由协议，用来在AS之间的传递数据，对于稳定性要求非常高，因此用TCP的高可靠性，来保证BGP协议的稳定性。
4. 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。
5. BGP对等体和IGP对等体不同，BGP对等体是指使用TCP建立连接的两端，而非与IGP同概念的直连邻居，只要TCP能够建立连接并不一定要直连。
6. BGP本身只负责控制路由，数据转发依然靠静态或者IGP路由。
7. BGP支持无类区域间路由CIDR。
8. 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，适用于在INTERNET上传播大量的路由信息。
9. BGP是一种增强的距离矢量路由协议，从设计上避免了环路的发生。
10. AS之间：BGP通过携带AS-path信息标记途径的AS，带有本地AS号的路由将被丢弃，从而避免了域间产生环路。
11. AS内部：BGP在AS内学到的路由不会再通告给AS内的BGP邻居，避免了AS内产生环路。
12. BGP提供了丰富的路由策略，能够对路由实现灵活的过滤和选择。
13. BGP提供了防止路由振荡的机制(路由衰减），有效提高了INTERNET网络的稳定性。
14. BGP易于扩展，能够适应网络新的发展（IPv4单/组播）。主要是通过TLV进行扩展。

BGP的分类

按照运行方式分为EBGP和IBGP

EBGP：运行于不同AS之间的BGP。为了防止AS之间产生环路，当BGP设备接收到EBGP对等体发送路由时，会将带有本地AS号的路由丢弃。

IBGP: 运行于同一个AS内部的BGP(与所有的IBGP对等体建立全连接）。为了防止AS内产生环路，BGP设备从不将IBGP对等体学到的路由通告给其他IBGP对等体，并与所有IBGP对等体建立完全连接。为了解决IBGP对等体的连接数量太多的问题，BGP设计了路由反射器和BGP联盟。

BGP的路由器号（Router-ID ）

BGP的Router-ID是一个用于标识BGP设备的32位值，通常时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设备都必须唯一的Router ID，否则对等体之间不能建立BGP连接。

BGP的Router-ID在BGP网络中必须是唯一的，可以采用手工配置，也可以让设备自动选取。缺省情况下，BGP选择设备上的Lookback接口的一旦选Router ID,除非发生接口地址删除等事件，否则即使配置了更大的选址，也保持原来的Router-ID。

工作原理

BGP的工作原理概括为：5种报文、6种状态机、9个原则

BGP的报文（5种）

• open报文：用于协商BGP对等体的各项参数，主要包括BGP版本（V4）、AS号等信息，建立BGP对等体。Open是TCP连接建立后发送的第一个报文。
• Update 报文：用于在对等体之间交换路由信息。连接建立后，有路由需要发送或者路由变化时，发送Update通告对端可达或者撤销路由信息及路径属性。
• 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。
• Keepalive报文：用于保持BGP连接。（保活）定时发送Keepalive报文以保持BGP对等体关系有效性。响应收到的正确的Open报文。
• Route-refresh报文：用于在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。只有支持路由刷新能力的BGP设备会发送和响应此报文。

BGP状态机（6种）

1. Idle状态是BGP的初始状态。在Idle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状态。
2. 在Connect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TCP连接失败，那么BGP转至Active状态，反复尝试连接。
• 如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP继续尝试和其它BGP的对等体进行TCP连接，停留在connect状态。

    3.在Active状态下，BGP总是试图建立TCP连接。

• 如果TCP连接成功时，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TCP连接失败，那么BGP停留在Active状态。
• 如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP转至connect状态。

   4.在OpenSent状态下，BGP等待对等体的open报文，并对收到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Idle状态。

  5.在Openconfirm状态下，BGP等待Keepalive或者Notification报文。如果收到Keepalive报文，则转至Established，如果收到Notification报文，则转至Idle状态。

   6.在收到Estsblished状态下，BGP可以和对等体交换机Update 、Keepalive、Router-refresh报文和Notification报文。

• 如果收到正确的Update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报文通告对端，并转至Idle状态。
• 如果收到Notification报文，那么BGP转至Idle状态。
• 如果收到TCP拆链通知，那么BGP断开连接，转至Idle状态。
• Router-refresh报文不会改变BGP的状态。

BGP对等体之间的交互原则

BGP设备将最优路由加入BGP路由表，形成BGP路由。BGP设备与对等体建立邻居关系后，采取以下交互原则：

• 从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体。
• EBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备发布给它所有EBGP和IEBG对等体。
• 路由更新时，BGP设备只发送更新的BGP路由。
• 所有对等体发送的路由，BGP设备都会接收。
• 所有EBGP对等体在传递过程中下一跳改变。
• 所有IBGP对等体在传递过程中下一跳不变。
• 默认EBGP传递时TTL值为1。
• 默认IBGP传递时TTL值为255.

建立对等体的注意点

• 直连建立对等体需要的注意点

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，这样才能建立IBGP对等体。

• 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，需要修改成环回口。建立IBGP对等体时要保障下一跳可达，处于边界的IBGP对等体需要将下一跳指向自己，这样才能建立IBGP对等体。

• 为什么要用环回口建邻居

原因是环回口稳定，只要路由器启动着，环回口就不DOWN，而物理链路可能会受线路或者接口等因素的影响导致对等体关系有问题，因而一般BGP建立对等体都是环回口来建。

配置要点

1. 配置IP和AS内部的IGP
2. 配置BGP对等体
3. EBGP最大跳>=2
4. 在边界IBGP给IBGP对等体配置下一跳指向自己
5. EBGP之间配置静态路由，指向回环网卡IP
6. 宣告网段或IP，每个EBGP都要宣告所有网段