前言

边界网关协议（BGP）是运行于 TCP 上的一种自治系统的路由协议。 BGP 是唯一一个用来处理像因特网大小的网络的协议，也是唯一能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接的协议。 BGP 构建在 EGP 的经验之上。 BGP 系统的主要功能是和其他的 BGP 系统交换网络可达信息。网络可达信息包括列出的自治系统（AS）的信息。这些信息有效地构造了 AS 互联的拓扑图并由此清除了路由环路，同时在 AS 级别上可实施策略决策。

一、自治系统

1、定义

自治系统AS是指同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由的集合。

2、AS号

• BGP网络中的每一个AS都被分配一个唯一的AS号，用于区分不同的AS。
• AS号分为2字节AS号和4字节AS号，其中2字节的AS号的范围是1 ~ 65535，其中1 ~ 64511是互联网上注册公有AS号，类似公网IP地址；64512 ~ 65535是私有AS号，类似私网地址。
• IANA（互联网数字分配机构）负责AS号的分发。

二、BGP

1、BGP定义

BGP是一种实现自治系统AS之间的路由可达，并选择最佳路由的距离矢量路由协议。

2、BGP特点

• 
  BGP能承载大批量的路由信息，能够支撑大规模网络。
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  BGP使用过TCP作为其传输层协议（端口号179），提高可靠性。
• 
  BGP是外部路由协议，用来在AS之间传递数据，对稳定性要求非常高，因此TCP协议的可靠性保证了BGP的稳定性。
• 
  BGP的对等体之间必须逻辑上连通，并进行TCP连接，目的端口179，本地端口任意。
• 
  BGP对等体和IGP对等体不同，BGP对等体（peer）是指使用TCP建立连接的两端，而非与IGP同概念的直连邻居，只需要TCP能建立连接，不一定必须是直连。
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  BGP本身只是负责控制路由，数据转发依然依靠静态或IGP路由。
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  BGP支持无类别域间路由CIDR。
• 
  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上传播大量路由信息。
• 
  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。
• 
  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，从而避免域间产生环路。
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  AS内部：BGP在AS内学习到的路由不会通告给AS内的BGP邻居，避免AS内产生环路。
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  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。
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  BGP提供了防止路由震荡的机制（路由衰减），有效提高了Internet网络的稳定性。
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  BGP易于扩展，能够适应网络新的发展。主要通过TLV进行扩展。

3、BGP分类

按运行方式分为EBGP和IBGP。

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  EBGP
  
  运行与不同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AS号的路由丢弃。
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  IBGP
  
  运行于同一AS内部的BGP称为IBGP。为了防止AS内部产生环路，BGP设备不将从IBGP对等体学习到的路由通告给其他IBGP对等体，并与所有IBGP对等体建立全连接。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。

4、BGP的路由器

• 
  BGP的Router ID是一个用于标识BGP设备的32位值，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。
• 
  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Loopback接口的IPv4地址作为BGP的Router ID。如果设备上没有配置Loopback接口，系统会选择接口中最大的IPv4地址作为BGP的Router ID。一旦选出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地址，也保持原来的Router ID。

三、BGP工作原理

BGP对等体的建立、更新和删除等交互过程主要有5种报文、6种状态机和9个原则。

1、5种报文

• 
  Open报文：是TCP建立连接发送的第一个报文
  
  协商BGP对等体的各种参数，包括版本、AS号等信息，建立BGP对等体连接。
• 
  Update报文：对等体之间交换路由信息。
  
  连接建立后，有路由需要发送或路由变化时，发送Update报文通告对端可达或撤销路由信息及路径。
• 
  Notification报文：用于中断BGP连接。
  
  BGP发现错误时，发送报文通告BGP对端，随后与之相关的邻居将被关闭。
• 
  Keepalive报文：用于保持BGP连接。
  
  定时发送keepalive报文以保持BGP对等体关系的有效化，响应正确的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（Route-refresh）能力的BGP设备会发送和响应此报文。

2、6种状态机

• 
  Idle状态是BGP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才开始尝试和其它BGP对等体进行TCP连接，并转至Connect状态。
• 
  在Connect状态下，BGP启动连接重传定时器（Connect Retry），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。
  • 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对等体进行TCP连接，停留在Connect状态。
• 
  在Active状态下，BGP总是在试图建立TCP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。
• 
  在OpenSent状态下，BGP等待对等体的Open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Idle状态。
• 
  在OpenConfirm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Idle状态。
• 
  在Established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报文通知对端，并转至Idle状态。
  • Route-refresh报文不会改变BGP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。

3、9个原则

• 
  从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体。
• 
  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。
• 
  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。
• 
  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为1
• 
  默认IBGP传递时TTL为225

四、BGP简单配置命令

1、启用BGP，后面跟AS系统号

2、宣告Router-id，建立邻居关系用

3、宣告和谁建立邻居关系，

4、通告BGP路由，（network、import）

[R1]bgp 100   #创建BGP编号为100

[R1]router-id 1.1.1.1   #配置BGP的router-id

[R1-bgp] peer 2.2.2.2 as-number 100 #指定对等体的回环口及所属AS编号

[R1-bgp] peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0	#更新发送BGP报文时的接口为环回口

[R1-bgp] peer 2.2.2.2 next-hop-local  #修改该路由的下一跳指向自己，用于IBGP

[R1-bgp] peer 3.3.3.3 ebgp-max-hop 2  #修改最大跳数值（≥2），用于EBGP

[R1] display bgp peer   #查看BGP邻居

[R1] display ip routing-table   #查看BGP路由表

[R1-bgp] import-route ospf 110/direct/rip 1/isis 1 #引入ospf /直连/rip/isis中的路由

总结