外部网关路由协议-----BGP

一、BGP定义

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。
AS是指由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合。
BGP网络中的每个As都被分配一个唯一的AS号，用于区分不同的AS。

1.1、概述

边界网关协议（Border Gateway Protocol， BGP)是一种实现自治系统AS之间的路由可达，
并选择最佳路由的矢量性协议。早期发布的三个版本分别是BGP-1 (RFC1105 )、
BGP-2 ( RFC1163 ）和BGP-3 ( RFC1267 )，1994年开始使用BGP-4(RFC1771)，
2006年之后单播IPv4网络使用的版本是BGP-4(RFC4271），其他网络使用的版本是MP-BGP( RFC4760 )。

1.2、特点

1. BGP能够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（监听端口号为179），提高了协议的可靠性
3. 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。因此用TCP协议的高可靠性来保证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(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，只要TcP能够建立连接并不一定需要直连。
6. ！！BGP本身只负责控制路由，数据转发依然靠静态或IGP路由。
7. BGP支持无类别域间路由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信息标记途经的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、vpv4单/组播)。主要是通过TLV进行扩展。

1.3、分类

BGP按照运行方式分为EBGP (External/Exterior BGP）和IBGP (Internal/Interior BGP)。

EBGP:运行于不同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。

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。

1.4、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、五种报文

BGP对等体间通过以下5种报文进行交互，其中Keepalive报文为周期性发送，其余报文为触发式发送:
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对等体连接。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对等体关系的有效性。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BcP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、六种状态机

BGP对等体的交互过程中存在6种状态