BGP协议详解：原理、配置与防环机制-优快云博客

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BGP------边界网关协议

AS-----自治系统------由单一机构或组织管理的一些列IP网络及其设备的集合

1、网络范围太大，协议跑不过来，需要进行划分；

2、自治管理

为了方便区分和标定不同的AS，我们给每个自治系统设计了一个编号-----AS号----16位二进制构成----0-65535；其中0和65535为保留值，不用，所以，AS号真正的取值范围为1-65534；我们将64512-65534AS号称为私有AS号-----因为传统的AS号存在不够用的问题，所以目前也存在拓展版AS号------32位构成-------目前绝大多数设备已经支持拓展版AS号

BGP 协议在之前还存在一款写意思-----EGP，但是由于其功能有限，后来在其基础上进行优化和改进，生成了现在的BGP协议。目前AS之间使用最广泛的协议-------BGP协议

在目前IPV4环境下，使用最广泛BGP版本是BGPV4.目前市场上已经存在BGPV4+。BGPV4+又可以称为MP-BGP------可以支持多种地址族的应用

在没有BGP协议的情况下，仅使用重发布技术，也可以实现AS之间的路由信息的共享。但是，之所以不采用这种方案，其原因如下：

1、重发布技术本省存在缺陷------在多点重发布中，因为种子度量值问题，必然造成选路不佳

2、ASBR设备归属问题

BGP之间传递路由信息的方式一定是和RIP类似，通过传递路由条目信息来实现------之所以不使用拓扑信息，主要因为：

1、拓扑信息资源占用量太大，而BGP需要传递的数量是巨大的；

2、传递拓扑信息将暴露本AS内部的拓扑连接情况

BGP------无类别的路径矢量型协议

距离矢量-----在距离矢量型协议中，距离是开销的体现，将跳数作为开销值的评判标准。将一个路由器看作是一个单位计算距离

路径矢量-----是将一个AS看作一个整体

路径矢量不牵扯算法，因为BGP仅仅是将IGP计算出来的路由信息发送到其他AS之中，相当于仅将现成的路由进行传递而不需要计算

IGP-----选路佳，收敛快，占用资源少

BGP协议的关注点

1、可控性------AS之间需要传递大量的路由信息，所谓可控，就是可以更方便的干涉选路，更容易做路由策略

为了保证可控性，BGP舍弃了开销值。取而代之的是BGP给每条路由信息附加了很多路径属性。之后，可以通过这些属性来进行选路。因为多种属性的存在，将导致我们的选路变得更加灵活和方便，使得BGP协议具有强大的可操控型

因为BGP协议需要传递大量的路由信息，所以，其本身不可能存在周期更新机之上制。BGP仅存在触发更新

2、可靠性-----需要保证数据传输的可靠。BGP为了保证传输的可靠性，其传输层协议直接选择使用TCP协议。使用TCP的179号端口进行工作

IGP协议不选择使用TCP的原因

1、TCP传输效率较低

2、TCP传输占用资源较大

3、TCP协议只能实现单播，所以，无法通过组播或者广播的形式发送，则将导致IGP协议无法自动发现邻居关系，只能手工指定

因为BGP选择使用的是TCP协议，所以吗，BGP需要手工建立邻居关系

BGP因为传输层使用的是TCP协议，所以，只有在TCP协议可以正常建立会话的基础上就可以完成BGP的建邻工作------BGP支持非直连建邻（网络可达）-----BGP的非直连建邻建立在IGP（静态）之上

在BGP中，我们将邻居关系称为对等体关系

EBGP对等体关系------如果建立对等体的两台路由器位于不同AS中

IBGP对等体关系------如果建立对等体的两台路由器位于同一AS中

因为，EBGP对等体之间一般使用直连建邻，所以，EBGP对等体之间发送的数据包中的TTL值我们将其设置为1。如果遇到EBGP对等体之间需要进行非直连建邻，则需要手工修改TTL值。IBGP对等体关系在AS内部一般都是非直连建邻，所以，TTL值设置为255

3、AS-BY-AS------在BGP当中，我们将一个AS看作一个整体。

BGP协议是不支持负载均衡的------在BGP当中，如果到达同一目标网段存在多条路径可以走时，BGP将会根据其中的路径属性来选择一条最优的加载到路由表中，而不会进行负载均衡

1、BGP的数据包

BGP协议所有数据包的传输的可靠性均由TCP协议来保证。所有BGP数据包均属于TCP建立的会话通道发送

OSPF的Hello-----可以周期性的发现，建立和保活邻居关系

在BGP中，发现邻居关系的过程变为由人手工指定，主要因为TCP协议需要建立会话通道，之后才会基于通道发送数据包

open包-------建立BGP对等体关系------邻居关系的建立无非就是参数协商的过程。BGP建立邻居关系需要通过OPEN包来携带参数，进行比对协商

AS号----在创建邻居关系时需要制定邻居所在的AS号，这个参数将被携带在OPEN的报文中发送给对方，对方将比对这个AS号和本地所在的AS号是否一致，如果一致，则可以正常建立邻居关系

ROUTE-ID----区分和标定路由器的，也是由32位二进制构成，按照IP地址的格式来表示-----1、手工配置；2、自动获取（先看设备是否存在环回接口，如果存在则将选择环回接口中IP地址最大的地址作为RID,如果没有，则将在物理接口中选择IP地址最大的作为RID）

这个RID将在OPEN包中携带，发送到对端之后，对端将检测这个RID，如果和本地的RID不同，则将可以正常的建立邻居关系

手工建立邻居关系时所指定的建邻的IP地址必须和收到的open包中的源IP地址相同才能正常建立邻居关系。否则，邻居关系将建立失败

Holdtime----保活时间----默认时间为180s，在保活时间内，如果没有收到对方发送的keeplive包或者update包，则将断开BGP邻居关系

keeplive包---周期保活----周期发送时间等于保活时间的1/3，默认保活时间180s，则默认的周期发送时间为60s

除了保活之外，keeplive包还将在open报文协商参数时临时充当确认包的作用

TCP协议进行确认的目的是为了保证数据传输的可靠性，而keeplive报文确认的目的是为了确认认可对方发送的open报文中的参数

update包----更新包-----携带需要传递信息的路由信息的数据包。表示一条路由条目信息，需要携带的参数主要就是目标网络号和子网掩码信息，以及路径属性

在更新包中，存在一个撤销路由条目字段，在这个字段下的路由条目将需要对端删除，而不再需要通过带毒传输的方式来表达

notification包

Route-refresh包------用于改变路由策略变更后请求对等体重新发送路由信息。（前提条件是双方均支持）

2、BGP的状态机

BGP的状态机描述的是BGP对等体建立过程中状态的变化。因为BGP这个协议可以将邻居建立过程

IDLE------空闲状态------路由器启动BGP进程之后，将先处于idle状态。当你手工

Connect------连接状态，该状态完成TCP会话的确立

如果TCP会话建立成功，则将进入到opensent状态，发送open 报文

如果TCP会话建立失败，则将进入ACTIVB状态，尝试重新建立TCP会话

在建立TCP会话过程中，因为双方都会主动发起建立会话的过程，而最终建立的都是一个双向的会话。所以，最终只需要保持一个会话通道即可。选择方式是通过后续open报文中的RID进行比较，选择保留RID大的设备发起的TCP会话

Opensent------发出本地的open报文。收到对端发送的open报文，查看里面的参数，之后，如果确认参数无误，则将回复keeplive报文作为确认

Openconfirm--------open报文确认状态------对端也收到本地发送的open报文，之后根据里面的参数进行确认。如果确认无误则将发送keeplive报文。本段收到对方发送的keeplive报文之后将进入下一个状态。

Established-------建立状态--------标志着BGP对等体关系的建立

3、BGP的工作机会

1、基于IGP协议实现IP可达

2、指定邻居关系，通过三次握手，建立TCP的会话通道。之后所有BGP的数据报都将基于TCP会话通道来进行传递

3、使用open报文和keeplive报文进行邻居关系的建立。之后将邻居关系收集到一张表中-----------邻居表

4、通过update报文传递路由信息。传递的路由条目信息中主要包含目标网络号，掩码信息，以及各种路径属性。之后，设备会将所有自己发出的以及收到的路由信息记录在一张表中-------------BGP表

5、之后将BGP表中的最优路径加载到路由表中

6、收敛完成后，BGP将周期使用keeplive报文进行保活。保活时间默认为1810s，周期发送时间默认为保活时间的1/3，即60s

7、若出现错误信息，将使用notification报文进行告警

8、若发生结构突变，则将使用update报文进行处罚更行

4、BGP的路由黑洞

1、在R3上将BGP协议的路由信息重发布到GP当中

2、直接在R4上运行BGP协议

3、MPLS

为了避免路由黑洞的情况产生, BGP 提出了同步机制------即当一台路由器从自己的 IBGP 对等体学习到一条 BGP 路由时,他将不能把他通告给自己的 EBGP 对等体,除非他又从 IGP 协议当中学习到这条路由。
5, BGP 的防环
BGP 使用的防环机制---水平分割机制

EBGP 的水平分割---一种专门应用在 EBGP 对等体之间,用来解决EBGP 对等体之间可能出现的环路问题。
BGP 协议将在路由条目中记录所经过的 AS 编号---- AS_PATH ----记录 AS 路径的一个属性。(这个属性除了可以完成 EBGP 的水平分割外,还可以作为选路的依据。)---------------接收到的BGP 路由条目中,其中的 AS_PATH 属性中,若存在本地的 AS 号,则将拒绝接受。

IBGP 的水平分割---一种专门应用在 IBGP 对等体之间,用来解决 IBGP 对等体之间可能出现的环路问题