BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）是现代网络架构中几乎所有高级技术的基础，任何一项现代网络体系下的高级技术都离不开它。在学习BGP之前，需要具备一定的基础知识。
基础准备：
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CCNA基础——至少需要一半的CCNA基础；推荐阅读《CCNA学习指南：路由和交换认证》（作者：Todd Lammle）。
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OSPF——如果具备基本的多区域OSPF或其他IGP等理论和配置能力，将为学习BGP打下良好基础。尽管BGP相对复杂一些，但掌握路由基础知识（特别是OSPF和EIGRP）将有助于理解BGP的工作原理。
最优前置条件——在学习BGP之前，建议掌握以下前置课程和基础知识：
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计算机网络基础：了解网络的基本概念，如OSI模型、TCP/IP模型、数据包的传输过程等。
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路由基础：掌握静态路由和动态路由的基本原理，了解路由选择算法和常见的动态路由协议（如RIP、OSPF、EIGRP、IS-IS）。
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IP 地址与子网划分：熟悉IPv4和IPv6地址的结构，掌握子网掩码的计算和子网划分技术。
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TCP/IP协议：了解TCP、UDP、IP和ARP等协议的工作原理，理解它们在网络中的作用。
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基本的网络设备配置：会使用命令行界面（CLI）配置路由器和交换机的基本功能。
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网络安全基础：了解网络安全的基本概念，掌握防火墙和访问控制的基本配置。
在掌握这些基础知识后，可以深入学习BGP，包括其工作原理、路径选择算法、策略控制、路由聚合和故障排除等内容。建议参考一些权威的教材或在线课程，以帮助加深理解。
BGP的背景与重要性
在考虑是否需要BGP之前，了解其诞生的背景很重要。
外部路由协议主要用于在AS（Autonomous-System，自治系统）之间传递路由信息。单一企业网络即使规模较大，也可以通过IGP提供的路由工具来管理。只有在需要互连各个独立的AS时，才需使用BGP。比如，各个云服务商之间、云内部的不同组织、一个办公大楼内的不同公司之间等，都会使用BGP来实现互联互通。
BGP版本与特性
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BGP：BGP4于1995年在RFC 1771中规定。BGP4的重要特性是无类路由协议，支持CIDR（无类域间路由）。（BGP4之前的版本可以不用再关注了，也不会用到）
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BGP4+：通常是指对BGP4的一些增强和扩展，在设计上是向后兼容BGP4并支持BGP4的所有基本功能。它可以被视为对BGP4的一个自然演变，主要用于解决BGP4中的一些局限性。主要关注于BGP的基础功能的增强，例如更灵活的路由选择和属性。保留了BGP4的路径选择、邻居关系等基本功能。支持使用扩展的路由属性，这些在BGP4中可能未定义。支持32位AS号码，而BGP4只支持16位AS号码。
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当前使用的BGP实际上是BGP4+/MBGP。
MP-BGP（多协议BGP，也叫MBGP）
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定义：MP-BGP是对BGP4的扩展，旨在支持多种协议类型和地址族，如IPv4、IPv6、L2VPN、VPNv4和v6等。允许在同一个BGP会话中传输多种类型的路由信息。
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兼容性：MP-BGP兼容BGP4和BGP4+，可以与支持这些版本的设备进行交互。
ASN（Autonomous-System Number，自治系统号码）
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定义：不同的AS通过 ASN区分，存在16位和32位两种表示方法。
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16位私有ASN使用范围：64512 ~ 65535；
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32位私有ASN使用范围：4200000000 ~ 4294967295。
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发放：ASN由IANA机构负责分配，必须使用IANA分配的ASN、服务提供商分配的ASN或专用ASN。
注意：未经允许使用其他组织的ASN可能会导致流量丢失，并可能对互联网造成严重影响。
BGP是应用层协议，基于TCP 179。TCP支持通信数据包的分段、排序和可靠性（确认和重传）。最新的BGP实现都会设置DF（Do-not-Fragment，不分段）比特以防止分段，且依赖路径MTU发现机制。它只传递路由信息，不暴露AS内的拓扑信息，并且采用触发式更新，而不是周期性更新。借用乾颐堂王珏清老师一句话：“BGP不生产路由，BGP只是IGP路由的搬运工。” BGP是路径矢量路由协议，不包含完整的网络拓扑结构。BGP的对端Peer之间只能控制传递自己路由表中已有的路由，不能传递没有的路由。
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连接到同一网络上的BGP邻居使用ARP表查找对等体的IP地址；多跳BGP会话需要使用路由表信息来查找对等体的IP地址。iBGP邻居之间通常运行静态路由或IGP以提供拓扑路径信息来建立BGP的TCP会话。默认路由不足以建立多跳BGP会话。
BGP会话类型：
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iBGP（内部 BGP）：与位于相同AS或参与同一BGP联盟的路由器建立的会话。
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eBGP（外部 BGP）：与其他AS中的BGP路由建立的会话。
BGP的路径属性
BGP为每条网络路径关联路径属性（Path Attribute, PA），这些属性提供了精细化的路由策略控制能力。BGP前缀的路径属性可分为以下几种类型：
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周知强制（Well-known Mandatory）
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周知自选（Well-known Discretionary）
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可选传递（Optional Transitive）
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可选非传递（Optional Nontransitive）
所有BGP实现都必须支持周知属性。每条前缀声明必须包含周知强制属性，可能包含周知自选属性，但可选属性的支持则并非强制。设置为可选并具有传递性的属性可在AS（自治系统）之间传递，而某些属性则不具备传递性，无法在AS之间共享。
BGP中的NLRI（Network Layer Reachability Information，网络层可达性信息）由网络前缀、前缀长度及相关的BGP路径属性组成。
AS_PATH属性
AS_PATH是一个周知强制属性，包含了前缀声明从源AS开始经过的所有AS的完整ASN列表。BGP利用AS_PATH来防止环路。如果路由器收到前缀声明并发现自己的AS在AS_PATH列表中，则会丢弃该前缀，认为该声明产生了环路。
MP-BGP扩展
最初的BGP主要负责在组织之间路由IPv4前缀，但RFC 2858通过AFI（Address-Family Identifier，地址簇标识符）扩展增加了MP-BGP功能。地址簇与特定网络协议（如IPv4、IPv6等）相关，可以通过SAFI（Subsequent Address-Family Identifier，子地址簇标识符）提供更精细的标识能力（如单播和多播）。
MP-BGP利用路径属性中的MP_REACH_NLRI和MP_UNREACH_NLRI实现不同地址簇的网络可达性信息隔离。
每个地址簇在BGP中都有独立的数据库和配置，这可以为不同地址簇配置不同的路由策略。BGP的每条路由声明都会包含AFI和SAFI，以便区分数据库。
BGP消息类型
BGP通信使用四类消息：
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OPEN消息：用于建立BGP邻接关系，包含BGP版本号、发端路由器的ASN、保持时间、BGP标识符及其他可选参数。
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保持时间：为每个BGP邻居设置的保持定时器（秒为单位）。收到UPDATE或KEEPALIVE消息后，保持定时器重置。如果达到0，则会拆除该BGP会话。保持时间值设置最少不要低于3秒，若将保持时间值设置为0则禁用KEEPALIVE消息；思科路由器的默认保持定时器的保持时间为180s。
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BGP标识符（BGP Router-ID）：32位唯一数字，标识BGP路由器。必须设置非零值以确保路由器能成为邻居。
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KEEPALIVE消息：确保邻居的激活性，按照保持时间的1/3进行交换。思科路由器默认间隔为60秒。
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UPDATE消息：用于宣告可选路由、撤销以前的路由或两者兼具。包含NLRI和BGP路径属性。为了减少不必要的流量也可以使用UPDATE消息来充当KEEPALIVE消息。
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NOTIFICATION消息：当检测到会话出现错误（如保持定时器到期或邻居能力变更）时发送，导致BGP连接关闭。
BGP状态机
BGP使用有限状态机（Finite State Machine，FSM）维护所有对等体的TCP连接及其运行状态。BGP会话可能会报告以下状态：
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Idle（空闲）；
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Connect（连接）；
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Active（激活）；
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OpenSent（打开发送）；
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OpenConfirm（打开确认）；
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Established（建立）。
各状态说明
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Idle状态：BGP FSM的第一阶段，检测到启动事件后尝试初始化TCP连接。如果因错误再次返回Idle状态，连接重试定时器（ConnectRetryTimer）将设置为60秒，并在此后递增。
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Connect状态：启动TCP连接。三次握手完成后，发送OPEN消息并进入OpenSent状态。超时则进入Active状态。
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Active状态：启动新的TCP连接。如果建立成功，发送OPEN消息；失败则返回Connect状态。
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OpenSent状态：已发送OPEN消息，等待邻居的OPEN消息。检查OPEN消息的各项参数是否匹配，如版本、源IP地址是否匹配邻居的IP地址、ASN是否与邻居对应匹配和RID是否唯一。可选的安全参数是否相匹配。如果无误，则协商保持时间并发送KEEPALIVE消息。
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OpenConfirm状态：等待KEEPALIVE或NOTIFICATION消息。收到邻居发送过来的KEEPALIVE后，则进入Established状态；超时或接收NOTIFICATION则返回Idle状态。
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Established状态：建立BGP会话，邻居通过UPDATE消息交换路由。收到UPDATE和KEEPALIVE消息后，重置保持定时器，若超时则返回Idle状态。
建立BGP会话后，通过命令show tcp brief显示了路由器之间的活动TCP会话。
结论
掌握BGP是现代网络架构的核心，理解其基础知识和工作原理，将为从事网络相关工作奠定坚实的基础。
其中用这个示例结点来查看一下全球BGP路由表的规模：
可以通过telnet访问route-views.routeviews.org来展示。
由此可见，BGP就是Internet的基石，没有BGP就没有互联网。
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