BGP路由协议（Border Gateway Protocol）

BGP路由协议（Border Gateway Protocol）

一、BGP概述

1、自治系统（AS，autonomous system）

自治系统是由一个技术管理机构管理，使用统一选路策略的一组路由器集合。

自治系统编号范围：1-65535，其中1-64511是互联网上注册公有AS号，类似公网IP地址。64512-65535是私有AS号，类似私网IP地址。

2、动态路由的分类

（1）自治系统分类

①IGP：自治系统内部路由协议，主要有：RIP 1/2、OSPF、IS-IS、EIGRP（思科私有协议）。

IGP是运行在AS内部的路由协议，主要解决AS内部的选路问题，发现、计算路由。

②EGP：自治系统外部路由协议，通常为BGP。

EGP是运行在AS与AS之间的路由协议，他解决AS之间选路问题。

（2）协议类型分类

①距离矢量路由协议：RIP 1/2、BGP、EIGRP

②链路状态路由协议：OSPF、IS-IS

3、BGP的概念

BGP是一种运行在AS和AS之间的动态路由系诶，主要作用在AS之间自动交换无环路由信息以此来构建AS的拓扑图，从而消除路由环路并实施用户配置的路由策略。目前公网网络条目众多，IGP协议无法承载，而BGP可以轻松应对，通常BGP协议用于ISP和ISP之间或跨越地域总、分公司之间的路由信息交换。

4、BGP的特征

●传输协议：TCP，端口号为179

●BGP是外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息

●是一种增强的路径矢量路由协议

●拥有可靠的路由更新机制

●具备丰富的Metric度量方法

●无环路协议设计

●为路由条目附带多种属性信息

●支持CIDR（无类别域间选路）

●丰富的路由过滤和路由策略

●无需周期性更新

●路由更新时只发送增量路由

●周期性发送Keep Alive报文以保持TCP连通性

二、BGP工作原理

1、BGP邻居关系

（1）BGP报文

①open报文

open报文是TCP建立后发送那个的第一个报文，用于建立BGPP对等体之间的连接关系。

主要包括BGP版本号、本地AS编号、Holdtime等信息。

②update报文

update报文使用在BGP之间更新路由信息，update报文可以通告多条属性相同的可达路由信息，也可以撤销多条路由不可达的路由信息。

③notification报文

报文的作用是当BGP检测到错误状态时，立即向对等体发送notification报文，之后BGP就会中断，只要收到notification报文就会返回idle状态。

④route-refresh报文

用来告知对等体所支持路由的刷新能力，BGP的入口策略路由发生变化，本地的BGP路由会向对等体发送route-refresh报文，收到信息后，对等体将其路由信息重新发送给本地BGP路由器。

⑤keep alive报文

该报文在对等体之间周期的发送报文，用以保持连接的有效性并维护其连接，keep alive报文发送周期为60s，保持时间180s，这个类似于ospf中的hello报文。

（2）BGP状态机

idle状态-空闲

connece状态-连接

active状态-活动

opensent状态-开启发送

openconfirm状态-开启确认

established状态-建立

（3）BGP数据库

①IP路由表（IP-RIB）

全局路由信息库，包括最优的路由信息

②BGP路由表（Loc-RIB）

BGP路由信息库，包括本地BGPspeak通告的路由信息，将其最优的添加到路由表中

③邻居表

对等体邻居清单表，包括对等体两端的邻居信息及邻居列表

④Adi-RIB-In

对等体宣告给本地的speak的未处理的路由信息库

⑤Adj-RIB-Out

本地speak宣告给指定的对等体路由信息库

（4）BGP的邻居关系类型

①IBGP

同一个AS内部BGP邻居关系,IBGP邻居是指运行BGP协议的对等体两端在同一个AS域内，属于BGP AS内部。

②EBGP

AS之间的BGP邻居关系，EBGP通常指运行BGP协议的对等体两端在不同AS内部

2、通告BGP路由的方法

（1）netwrok方式

[R1-bgp] network 1.1.1.1 32

[R1-bgp] network 2.2.2.2 32

（2）import方式

[R1-bgp] import-route ospf 110 ###注入ospf中的路由

[R1-bgp] import-route static ###注入静态路由

[R1-bgp] import-route direct ###注入直连路由

三、BGP的配置

1、BGP配置思路

（1）启用BGP，后面跟AS系统号

（2）宣告route-id，建立邻居关系用

（3）宣告和谁建立邻居关系

（4）通告BGP路由（network、import）

2、BGP对等体配置

如R1与R2建立邻居对等，as系统号为100，R1 router-id为1.1.1.1，R2 router-id为2.2.2.2

R1:

[R1] router id 1.1.1.1

[R1] bgp 100

[R1-bgp] peer 2.2.2.2 as-number 100

[R1-bgp] peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0

R2:

[R2] router-id 2.2.2.2

[R2] bgp 100

[R2-bgp] peer 1.1.1.1 as-number 100

[R2-bgp] peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack 0

3、保证IBGP下一跳可达

在EBGP之间建立对等邻居时，由于它们之间数据传输需经2跳，因此需做如下设置

[R2-bgp] peer 3.3.3.3 ebgp-max-hop 2

4、BGP属性

路由器发送关于目标网络的BGP更新消息，更新的度量值被称为路径属性。属性可以是公认的或可选的、强制的或自由决定的、传递的或非传递的。属性也可以是部分的。并非组织的和有组合的都是合法的，路径属性分为4类：公认必遵、公认自决、可选过渡、可选非过渡。

公认属性：

是公认所有BGP实现都必须识别的属性，这些属性被传递给BGP邻居。

公认强制属性必须出现在路由描述中，公认自由决定属性可以不出现在路由描述中。

可选属性：

非公认属性被称为可选的，可选属性可以是传递的或非传递的。

可选属性不要求所有的BGP实现都支持。

对于不支持的可选传递属性，路由器将其原封不动的传递给其他BGP路由器，在这种情况下，属性被标记为部分的。

对于可选非传递属性，路由器必须将其删除，而不将其传递给其他BGP路由器。

5、BGP选路原则

1、优选具有最大Weight值的路由

2、优选具有最大Local_Preference值的路由

3、优选起源于本地的路由（如本地network、aggregate或redistribute的）即下一跳是0.0.0.0（在BGP表中，本路由器通告的路由的下一跳为0.0.0.0）

4、优选AS-Path最短的路由

5、Origin（IGP>EGP>incomplete）

6、优选MED最小的路由，默认情况下仅有当所有备选路由来自同一AS才会比较MED

7、优选EBGP邻居发来的路由（相对于IBGP邻居学过来的），在联邦EBGP和IBGP中首选联邦EBGP路由

8、优选到BGP next_hop 最近的邻居

9、执行等价负载均衡（如果有多条来自相同相邻AS的路由并通过Maximum-paths 使多条路径可用，则将所有开销相同的路由放入本地路由表）

10、优选最老的EBGP路由，EBGP路由接收的顺序（此条主要对EBGP路由起效，基本不用，不好确定）

11、BGP邻居的RID越小越优先

12、优选cluster_list最短的路由

13、选择邻居IP地址（BGP的neighbor配置中的那个地址）最小的路由