BGP简介 - 技术栈

BGP 的概念定义

BGP 的概念：

边界网关协议（Border Gateway Protocol，BGP）

一种用于在不同自治系统（AS）之间交换路由信息的动态路由协议。
互联网的核心路由协议之一，确保了全球网络的互联性和可达性。
与内部网关协议（IGP）不同，BGP 主要处理 AS 间的路由。
跨越多个 AS：负责在不同的网络域之间传递路由。
路由信息交换：包括网络前缀和相关的路径属性。
决策机制：根据各种因素决定最佳路由路径。
策略控制：允许网络管理员定义路由策略，以满足特定需求。
大规模网络适应：能够应对庞大而复杂的互联网拓扑。
高可靠性要求：保障网络的稳定运行和路由的准确性。
动态更新：实时适应网络的变化和拓扑调整。

BGP 的工作原理

邻居建立 ：
- BGP 路由器会与其他 BGP 路由器建立邻居关系，分为 EBGP（外部邻居，位于不同 AS）和 IBGP（内部邻居，位于同一 AS 内）。
路由通告 ：
- 路由器向邻居通告本地 AS 所知道的网络路由信息，包括网络前缀和相关属性。
路径属性 ：
- 如 AS_PATH（记录经过的 AS 序列）、NEXT_HOP（下一跳地址）、LOCAL_PREF（本地优先级）等，这些属性用于路由决策。
路由选择 ：
- 根据路径属性和策略，比较多条到达同一目的地的路由，选择最优路由。
- 可能基于最短 AS_PATH、最高 LOCAL_PREF 等规则。
更新机制 ：
- 当网络状态发生变化（如链路故障、路由新增等）时，及时发送更新消息以调整路由。
路由反射 ：
- 在大型 AS 中，通过路由反射器来减少 IBGP 邻居关系的数量，提高扩展性。
策略应用 ：
- 网络管理员可以通过配置来应用各种路由策略，如限制某些路由的传播、引导流量走向等。
收敛过程 ：
- 确保整个网络的路由信息逐渐同步和稳定，以实现高效的数据传输。

BGP 的关键特点

BGP 的邻居关系

EBGP 邻居关系 ：
- 指位于不同自治系统的 BGP 路由器之间建立的邻居关系。
- 通常通过直接连接的物理链路建立。
- 消息传递跨越 AS 边界。
IBGP 邻居关系 ：
- 存在于同一自治系统内的 BGP 路由器之间。
- 可以通过多种方式建立，如直接连接或通过内部网络。
- 与 EBGP 相比，有一些特殊的规则和考虑因素，比如需要全互联或使用路由反射器等技术来避免路由环路问题。
- IBGP 邻居之间传递的路由信息不会更改其 AS_PATH 属性。
邻居建立过程 ：
- 包括交换 Open 消息以协商参数，如 BGP 版本、AS 号等。
- 互相验证身份和能力。
- 成功建立后，进入稳定的邻居状态，开始交换路由信息。
邻居状态转换 ：
- 如从Idle 状态到 Connect 状态，再到 OpenSent、OpenConfirm 等状态，最终到达 Established 状态。
- 不同状态表示邻居关系的不同阶段和进展情况。
邻居维护 ：
- 通过定期发送 Keepalive 消息来维持邻居的活性。
- 若长时间未收到对方消息，则可能认为邻居失效。

BGP 的路由属性

Weight（权重）：Cisco 私有属性，是选路属性，可选非传递。当路由器有多个到达目标路径时（无视邻居关系），选择 weight 值大的一方到达（默认为空，越大越好）。weight 值只影响本路由器，其他路由器不识别该属性会丢弃该属性，默认本路由产生的路由条目的 weight 值为32768，学习到的路由条目权重值为0。
Origin（起源）：选路属性，公认必尊，可以识别路由的起源，network 宣告的路由起源标志 i（0），重发布的路由起源标识为（3），EBGP 给的路由起源为 e（2），i>e>? ，i 和？可以修改，e 不能修改，默认传递过程中不修改。
AS-Path（AS 路径）：记录路由经过的 AS 路径（不包括自己），顺序是最近进过的 AS 排在后面，一个 AS 拒绝接收携带自己 AS 号的路由，可以用来防环，选路，越短越好。
Next-hop（下一跳）：用于提供可达性。IBGP 传递的 next-hop 不会被修改，为0时候会修改自己为更新源地址；EBGP 传递的 next-hop 会被修改，修改为自己的更新源地址。
Local-pref（本地优先级）：选路属性，越大越好，用于在两个或者两个以上 AS 出口的选择，只能在 IBGP 之间传递，不能再 EBGP 之间传递。
MED（metric 度量值）：可选非传递，选路属性，用于选路，一般用于 AS 有两个或者两个以上入口时，其他 AS 选择哪个入口进入本 AS。MED 只能用于两个 AS 之间的选路，可以在两个 AS 之间传递，超过两个 AS 该参数无效，可以打开多 AS 的 MED 比较。
Atomic-aggregate（汇总）：可选非传递属性，用于通告路由接受者该路由是经过聚合的。
Aggregator（聚合者）：可选传递属性，是 ATOMIC_AGGREGATE 属性的补充，包含了发起路由聚合的 AS 号码和形成聚合路由的 BGP 发布者的 IP 地址。
Community（团体）：可选传递属性，用于标识具有相同特征的 BGP 路由，使路由策略的应用更加灵活，同时降低了维护管理的难度。
Originator_ID（发起者 ID）：可选非传递属性，用于标识路由反射器，是可选非过渡属性。为了防止引入路由反射器之后出现环路，增加 ORIGINATOR_ID 这个属性来标识，反射器在发布路由时加入 ORIGINATOR_ID，当反射器收到的路由信息中的 ORIGINATOR_ID 就是自己的 ROUTER_ID 时，就可以发现路由环路的出现，将该路由丢弃，不再转发。
Cluster_List（簇列表）：可选非传递属性，用于标识路由反射器组，是可选非过渡属性。CLUSTER_LIST 属性也是用来防止环路，在路由经过路由反射器时路由反射器会将自己的 CLUSTER_ID 添加到路由携带的 CLUSTER_LIST 中，当路由反射器发现接收的路由的 CLUSTER_LIST 中包含有自己的 CLUSTER_ID，则将该路由丢弃，不再转发。

BGP、OSPF 和 RIP 区别

BGP（Border Gateway Protocol）：

主要用于不同自治系统（AS）之间的路由交换，是一种域间路由协议。
着重于控制路由策略和大规模网络的互联。
路由信息相对复杂，包含大量的路径属性。

OSPF（Open Shortest Path First）：

是一种内部网关协议（IGP），用于单个 AS 内。
基于链路状态，能快速收敛。
对网络拓扑有清晰的认识，能进行更精确的路由计算。

RIP（Routing Information Protocol）：

也是 IGP。
相对简单，使用跳数作为度量。
收敛速度较慢，不太适用于大型复杂网络。

比较项目	BGP	OSPF	RIP
应用范围	AS 间	AS 内	AS 内
路由度量	多种属性	开销等	跳数
收敛速度	较慢	快	较慢
网络规模	大型网络	中大型网络	小型网络
路由信息复杂度	复杂	较复杂	简单