BGP总结

BGP简介

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。

BGP特点：

1. 无类别路径矢量 -----距离矢量的升级版---AS--BY--AS
2. 使用单播更新来发送所有信息；基于TCP 179端口工作
3. 增量更新--仅触发无周期
4. 具有丰富的属性来取代IGP中度量进行选路----多个参数控制协议
5. 可以在进项和出项对流量实施强大的策略--可控性
6. 默认不被用于负载均衡-----通过各种选路规则仅仅产生一条最佳路径
7. BGP支持认证和聚合（汇总）

BGP报文类型

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：是TCP连接建立后发送的第一个消息，用于建立BGP对等体之间的连接关系。

Update报文：用于在对等体之间交换路由信息。Update消息可以发布多条属性相同的可达路由信息，也可以撤销多条不可达路由信息。

Notification报文：用于中断BGP连接。当BGP检测到错误状态时，就向对等体发出Notification消息，之后BGP连接会立即中断。

Keepalive报文：用于保持BGP连接。BGP会周期性的向对等体发出Keepalive消息，用来保持连接的有效性。

Route-refresh报文：用于在改变路由策略后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。

BGP处理过程

        因为BGP的传输层协议是TCP协议，所以在BGP对等体建立之前，对等体之间首先进行TCP连接。BGP邻居间会通过Open报文协商相关参数，建立起BGP对等体关系。建立连接后，BGP邻居之间交换整个BGP路由表。BGP会发送Keepalive报文来维持邻居间的BGP连接，BGP协议不会定期更新路由表，但当BGP路由发生变化时，会通过Update报文增量地更新路由表。当BGP检测到网络中的错误状态时（例如收到错误报文时），BGP会发送Notification报文进行报错，BGP连接会随即中断。如图所示

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BGP对等体

BGP报文交互中分为Speaker和Peer两种角色。

Speaker：发送BGP报文的设备称为BGP发言者（Speaker），它接收或产生新的报文信息，并发布（Advertise）给其它BGP Speaker。

Peer：相互交换报文的Speaker之间互称对等体（Peer）。若干相关的对等体可以构成对等体组（Peer Group）
 

BGP对等体之间的交互原则

BGP设备与对等体建立邻居关系后，采取以下交互原则：

1.从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体。

2.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。

3.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。

4.路由更新时，BGP设备只发送更新的BGP路由。

5.所有对等体发送的路由， BGP 设备都会接收。 

IBGP水平分割规则 用于AS内部防环

1、AS _Path属性可以用于BGP路由在EBGP对等体之间传递时发生环路，然而当路由在IBGP对等体之间传递时，AS_Path属性的值是不会发生改变的

2、水平分割规则：当路由器从一个对等体学习到某条BGP路由时，它将不能再把这条路由通告给任何IBGP对等体

3、但水平分割规则会产生新加设备学习不到路由的问题，可以通过在AS内部建立IBGP对等体关系的全互联模型（AS中所有的BGP路由器两两之间建立IBGP对等体关系）

4、还有两种解决方案：路由反射器和联邦

路由黑洞问题及BGP同步问题 （回包时无路由）

1、路由黑洞的产生是由于BGP和IGP同步检查默认关闭导致的

2、为了规避路由黑洞问题，BGP引入了同步规则：当一台路由器从自己的IBGP对等体学习到BGP路由时，它将不能使用该条路由或把这条路由通告给自己的EBGP对等体，除非它又从IGP协议学习到这条路由，也就是要求IBGP与IGP同步

3、同步方法（路由黑洞解决方法）：

①将数据包所经过的路径运行BGP

②将部分BGP路由引入到IGP

③使用MPLS，即使中间路由器没有路由，数据包也根据标签转发

BGP下一跳

在本地BGP表中 新出现的BGP会继承下一跳，如果没有下一跳，那么默认为0.0.0.0

在本地GBP表中路由下一跳为0.0.0.0发送给任何邻居，下一跳都会变为表更为自身针对邻居的更新源地址；本地BGP表里包含下一条的路由发送给IBGP邻居的时候下一跳不变，发送给EBGP邻居的时候变更为自身针对邻居的更新源地址。

通过邻居收到的IBGP只能把路由通告给EBGP邻居不能通告给IBGP邻居（IBGP水平分割），通告给EBGP的时候下一条变更为针对邻居的更新源地址；通过邻居收到的EBGP路由可以通告给任何邻居 通过给IBGP邻居的时候下一跳不变，通告给EBGP邻居的时候下一跳变更为针对邻居的更新源地址。

 BGP在MA网络中下一跳问题：

   

图中1、2、3在一个MA网段，但不在同一AS；正常R1从R2学习到的R4的路由，下一跳自动显示为R3（最佳路径）

原理：

        1.R1/2/3必须使用MA网段的物理接口建立邻居关系

         2.ICMP重定向开启（默认开启）  --- 一台路由器在转发一个流量时，发现流量在本地的入口和查询完路由表的出口为同一接口时，将告知上一跳设备本地的下一跳地址；帮助上一跳设备找到最佳的下一跳地址；   

在BGP中仅查看某个邻居发送或接收到BGP路由

[r1]display  bgp routing-table peer 10.1.1.2 received-routes  

仅查看本地从邻居10.1.1.2接收到BGP路由

[r1]display  bgp routing-table peer 10.1.1.2 advertised-routes

仅查看本地发送给邻居10.1.1.2的BGP路由

 BGP的自动汇总问题

当代的路由器设备，默认就关闭了BGP的自动汇总功能;

自动汇总规则与正常BGP协议邻居共享的路由，或在BGP协议通过network宣告命令产生的路由条目无关；

仅针对从IGP重发布到BGP的路由条目；

BGP中的宣告可以理解为是逐条的重发布IGP路由到BGP；

BGP中中将IGP重发布到BGP，可以理解为是批量的将IGP路由宣告到BGP 协议；

但两种操作产生的路由条目其起源属性不同，宣告优于重发布；

在开启了自动汇总的前提下，重发布进入的路由将不携带子网掩码，按主类掩码进入；不携带本地到达目标的度量值，度量为0；若关闭自动汇总，进入路由将正常携带掩码，且携带度量；此时和宣告路由仅起源属性不同；故建议不要开启自动汇总；

既然在一个AS中建议所有运行BGP协议的设备均宣告相同路由，那么若进行重发布配置，也建议所有运行BGP协议的设备均进行重发布；

BGP 的路由优选规则和负载分担

      在 BGP 路由表中，到达同一目的地可能存在多条路由。此时 BGP 会选择其中一条路由作为最佳路由，并只把此路由发送给其对等体。BGP 为了选出最佳路由，会根据 BGP 的路由优选规则依次比较这些路由的 BGP 属性。

1、BGP属性

路由属性是对路由的特定描述，所有的 BGP 路由属性都可以分为以下 4 类

① 公认必须遵循（Well-known mandatory）：所有 BGP 设备都可以识别此类属性，且必须存在于 Update 报文中。如果缺少这类属性，路由信息就会出错。

② 公认任意（Well-known discretionary）：所有 BGP 设备都可以识别此类属性，但不要求必须存在于 Update 报文中，即就算缺少这类属性，路由信息也不会出错。

③ 可选过渡（Optional transitive）：BGP 设备可以不识别此类属性，如果 BGP 设备不识别此类属性，但它仍然会接收这类属性，并通告给其他对等体。

④ 可选非过渡（Optional non-transitive）：BGP 设备可以不识别此类属性，如果 BGP 设备不识别此类属性，则会被忽略该属性，且不会通告给其他对等体。

BGP选择路由的策略

当到达同一目的地存在多条路由时， BGP 依次对比下列属性来选择路由：

① 优选协议首选值（PrefVal）最高的路由。

协议首选值（PrefVal）是华为设备的特有属性，该属性仅在本地有效。

② 优选本地优先级（Local_Pref）最高的路由。

如果路由没有本地优先级， BGP 选路时将该路由按缺省的本地优先级 100 来处理。

③ 依次优选手动聚合路由、自动聚合路由、 network 命令引入的路由、 import-route 命令引入的路由、从对等体学习的路由。

④ 优选 AS 路径（AS_Path）最短的路由。

⑤ 依次优选 Origin 类型为 IGP、 EGP、 Incomplete 的路由。

⑥ 对于来自同一 AS 的路由，优选 MED（Multi Exit Discriminator）值最低的路由。

⑦ 依次优选 EBGP 路由、 IBGP 路由、 LocalCross 路由、 RemoteCross 路由。

⑧ 优选到 BGP 下一跳 IGP 度量值（metric）最小的路由。

说明：在IGP中，对到达同一目的地址的不同路由， IGP根据本身的路由算法计算路由的度量值。

⑨ 优选 Cluster_List 最短的路由。

⑩ 优选 Router ID 最小的设备发布的路由。

说明：如果路由携带Originator_ID属性，选路过程中将比较Originator_ID的大小（不再比较RouterID），并优选Originator_ID最小的路由。

⑪ 优选从具有最小 IP Address 的对等体学来的路由。
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BGP的社团属性

    BGP的扩展属性   默认大多数厂商的产品在BGP协议中不携带社团属性

例：控制传播范围的社团属性

[r1]route-policy com permit node 10

[r1-route-policy]apply community no-advertise  针对所有的流量修改属性

[r1]bgp 1

[r1-bgp]peer 12.1.1.2 route-policy com export

默认华为设备也不传递社团属性，故使用社团属性时，必须定义传递性  

[r1-bgp]peer 12.1.1.2 advertise-community   逐跳行为，每台设备均需开启传递性

no-advertise  接收到的条目中若存在该社团属性，将不再传递该路由

no-export   接收到的条目若存在该社团属性，将不传递给下一个AS

no-export-subconfed  接收到的条目若存在该社团属性，将不传递给下一个小AS

若网络没有小AS，仅存在大AS时no-export和no-export-subconfed作用一致

[r1-bgp]load-balancing as-path-ignore  BGP协议开启负载均衡，仅针对EBGP路由有效

条件为均衡的这些路径，其对端一定为同一个AS；且在BGP表中仅显示优最佳；但路由表中出现负载均衡现象；

Nex-hop-locai 仅针对本地通过外部AS--EBGP邻居学习到的路由条目才修改下一跳为本地；

联邦内的EBGP关系,传递的路由其属性遵循IGBP关系；传递性遵循EBGP关系