BGP基础

本文详细解读了BGP的Open、Update、Notification和Keepalive报文作用,介绍了BGP状态机的变迁过程,以及BGP通告的四大原则。涵盖了AS号协商、路由更新策略和状态转换细节。

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BGP基础

BGP的报文

Open报文

  • 用于建立BGP连接:建立对等体关系

    • 协商的参数

      • version版本号—现在目前都用v4版本

      • AS号:发送者自己的AS域号

      • Hold Time:发送者自己的holdtime值

        • 用于协商BGP对等体间保持建立关系,发送Keepalive或update等报文的时间间隔。
        • BGP状态机必须收到对等体的Open报文后,对发出的Open报文和收到的做对比,选择较小的时间作为协商结果。默认为180s
      • BGP id:发送者的route-id

Update报文

  • 用于通告路由(发布和撤销路由)

    • Unfeasible routes length

      • 值为0的时候,表示没有撤销的路由
    • withdrawn routes

      • 包含要撤销的路由列表,列表中的每个单元包含1字节的Length域和可变长度的prefix域
      • length:待撤销路由的掩码,值为0时,表示匹配所有的路由
      • Prefix:传递的IP地址前缀必须用整字节表示
    • Total Path Attribute Length

      • 标注Path Attributes的长度。值为0时,表示没有路由及其路由属性要通告,(只有发布路由的时候会参与)
    • Path Attributes

      • 包含要更新的路由属性列表,按其类型号从小到达的顺序拍寻,填写更新的路由的所有属性,每一个属性单元包括属性,属性长度,属性值三部分,其编码采用TLV格式
    • Network Layer Reachability Information(NLRI)

      • 包含要更新的地址前缀列表,每一个地址前缀单元由一个LV二元组

Notification报文

  • 用于处理BGP进程中的各种错误(差错报文)

keepalive报文

  • 用于保持BGP连接(保活报文)

route-refresh报文

  • 用于动态请求BGP路由发布者重新发布UPDATE报文,进行路由更新(路由刷新报文)

BGP的状态机

Idle

  • 开始准备TCP连接并监视远程对等体,启用BGP时,要准备足够的资源(初始化状态)

    • 在Idle状态下,BGP拒绝对等体发送的连接请求,只有收到本设备的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

      • start事件是由一个操作者配置一个BGP过程,或者重置一个已经存在的过程或者路由器软件重置BGP过程引起
      • 在任何状态中收到Notification报文或TCP拆链通知等通知等Error事件后,BGP都会转至Idle状态

Connect

  • 正在进行TCP连接,等待完成中,认证都是在TCP建立期间完成的。如果TCP连接建立失败则进入Active状态,反复尝试连接(BGP启动连接重传定时器32s,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继续尝试和其他BGP对等体进行TCP,连接,停留在Connect状态

Acive

  • TCP连接没建立成功,反复尝试TCP连接

    • 如果TCP连接建立成功,那么BGP向对等体发送Open报文,关闭重传定时器,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

OpenSent

  • TCP连接已经建立成功,开始发送Open包,Open包携带参数协商对等体的建立

    • 在这个状态下,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

OpenConfirm

  • 参数、能力特性协商成功,自己发送Keepalive包,等待对方的Keepalive包

    • 在该状态下,BGP等待Keepalive或者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

Established

  • 已经收到对方的Keepalive包,双方能力特性经协商发现一致,开始使用Update通告路由信息

    • 在该状态下,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和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

四大通告原则

只发布最优且有效路由

从EBGP对等体获取的路由,会发布给所有对等体

IBGP水平分割:从IBGP对等体获取的路由,不会发送给IBGP对等体

BGP与IBGP同步

  • 从IBGP学到的路由是否通告该EBGP对等体,取决于BGP与IBGP是否同步,BGP与IBGP同步检测机制默认关闭(思科可以手动开启,华为永不开启)

    • 开启的时候

      • BGP与IBGP未同步,从IBGP学到的路由不会通告给EBGP
      • 如果BGP与IBGP同步了,从IBGP学到的路由才会通告给EBGP
    • 关闭的时候

      • 无论是否同步,都会通告给EBGP对等体

      • 可能会造成路由黑洞

        • 路由黑洞的产生

          • 由于BGP可以跨跳建立对等体关系,导致中间设备没有运行BGP,数据到了中间设备,因为没有路由而被丢弃
        • 解决路由黑洞的方法

          • IBGP全互联(full-mesh)【不建议使用】
          • 物理连接
          • MPLS
          • 隧道
          • 将BGP引入IBGP,搭配路由策略
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