BGP基础 - 技术栈

1. BGP 概述

AS之间可能是不同的机构、公司，相互之间无法完全信任，使用IGP可能存在暴露AS内部的网络信息的风险。

BGP IS-IS OSPF

二、BGP、OSPF、IS-IS的区别

特性	BGP	OSPF	IS-IS
用途	跨AS边界的路由（外部网关协议）	AS内部路由（内部网关协议）	AS内部路由（内部网关协议）
协议类型	路径向量协议	链路状态协议	链路状态协议
收敛速度	相对较慢	快速	快速
复杂度	支持复杂的路由策略	简单而快速	灵活且可扩展
拓扑规模	支持全球规模的网络	一般用于企业或局域网	适合ISP和大型运营商网络
运行层次	第四层（使用TCP）	第三层（直接在IP之上）	第三层或第二层（灵活）

四、具体的链条流程（从内部到外部）

边界路由器（ASBR）接收和传递路由：

AS的边界路由器（ASBR）会同时运行BGP和IGP（如OSPF/IS-IS），将内部的IGP路由汇总，通过BGP传递给其他AS。

总结

OSPF和IS-IS 负责AS内部的路由计算和快速收敛。
BGP 负责AS之间的路由传播和策略控制。
边界路由器（ASBR）起到桥梁作用，将内部IGP和外部BGP连接起来。
通过这种分层设计，网络能够有效地实现内部最优路由选择和外部策略性路由传播，保证大规模网络的稳定性和灵活性。

2. BGP的基本概念

BGP（边界网关协议）是用于大规模网络环境中的一种重要路由协议，它有一些关键特点。让我们逐条进行举例说明，以帮助理解这些特性。

1. BGP使用TCP作为传输层协议（端口号为179），使用触发式路由更新，而不是周期性路由更新

举例：BGP的邻居之间通过TCP端口179建立连接进行路由信息的传输。比如，两个BGP路由器R1和R2在建立BGP邻居关系后，使用TCP连接来发送路由更新。BGP不会像RIP等协议一样定期发送更新，而是当有路由变化时才发送更新。假设R1的网络发生变化，它会通过TCP连接即时将这些变化通知R2。
解决问题：TCP能够保证数据可靠传输，而触发式更新避免了不必要的路由更新，减轻了网络负担。

2. BGP能够承载大批量的路由信息，能够支撑大规模网络

举例：在互联网骨干网中，BGP承载着全网的全球路由表（IPv4和IPv6路由），目前全球BGP路由表的数量高达数十万条。例如，互联网服务提供商（ISP）的边界路由器可能会处理几十万条路由，而BGP通过路径向量协议的方式，能够处理和管理这些大规模的路由信息。
解决问题：BGP设计用于处理大规模路由表，并通过优化算法来支持大型网络环境中的路由计算和传播。

3. BGP提供了丰富的路由策略，能够灵活地进行路由选路，并能指导对等体按策略发布路由

举例：假设有两个ISP，ISP1和ISP2之间通过BGP进行路由交换。ISP1希望通过ISP2传输部分流量，但它不希望传递某些特定前缀，比如某些低优先级的网段。ISP1可以使用BGP的路由策略过滤特定的路由或调整路由的优先级（例如使用BGP属性，如AS_PATH或LOCAL_PREF），从而实现灵活的路由选择和发布控制。
解决问题：BGP能够根据不同的业务需求，自定义路由的优先级和路径选择，以适应复杂的网络环境。

4. BGP能够支撑MPLS/VPN的应用，传递客户VPN路由

举例：在MPLS VPN中，BGP用于在服务提供商网络中传递客户的VPN路由。比如，一家公司有多个分支机构，通过MPLS VPN互联。BGP传递分支机构之间的VPN路由，使得这些分支能够通过服务提供商的网络互相通信。这里BGP承载的不是传统的互联网路由，而是带有标签的MPLS VPN路由。
解决问题：BGP为MPLS/VPN等应用提供了跨网络传递VPN路由的能力，确保不同客户的网络隔离和安全。

5. BGP提供了路由聚合和路由衰减功能用于防止路由振荡，通过这两项功能有效地提高了网络稳定性

路由聚合举例：假设BGP接收到多个前缀相近的路由（比如192.168.0.0/24, 192.168.1.0/24等）。BGP可以将这些前缀聚合成一个更大的路由（如192.168.0.0/16），减少路由表中的条目数量。这样做不仅能减少路由信息的传播量，还能降低路由器的处理负担。
路由衰减举例：路由衰减是指当某条路由频繁出现波动时，BGP会暂时降低它的优先级。例如，如果R1路由器的某条路由经常在R1和R2之间上下波动，BGP会通过衰减机制减少这条路由的传播，直到它的状态稳定下来。
解决问题：通过路由聚合和衰减，BGP能够减少不必要的路由更新，避免路由振荡，提升网络的整体稳定性。

3. BGP的基本配置

路由前缀 ：IP地址192.168.1.1/24中的"/24"表示前24位是网络部分，即路由前缀是192.168.1.0。这意味着所有从192.168.1.0到192.168.1.255的IP地址都属于同一个网络。

ISP 是 Internet Service Provider 的缩写，中文称为"互联网服务提供商"。它们是提供互联网连接和网络服务的公司，比如电信、移动等。公司 A（AS100）通过 ISP1（AS200）和 ISP2（AS300）连接到外部互联网。

BGP路径属性（BGP Path Attributes）是BGP路由的关键特性，用于确定路由的优先级和选择，控制路由的传播方向。主要路径属性包括 AS Path 、Next Hop 、Local Preference 、MED（Multi-Exit Discriminator） 、Weight 等。通过这些属性，BGP能够在多路径选择中找到最优路径，并实现流量控制和策略调整。

以下是几个主要的路径属性及其实例说明：

1. AS Path

作用：AS Path 记录了一条 BGP 路由所经过的 AS（自治系统）序列，用于防环和路径选择。AS Path 越短，优先级越高。

实例：假设公司 A（AS100）与 ISP1（AS200）和 ISP2（AS300）建立了 BGP 对等关系，公司 A 要访问一个目标网络 10.10.10.0/24。该网络可以通过以下路径到达：

ISP1 提供的路径：AS200 → AS400 → AS500
ISP2 提供的路径：AS300 → AS500

路径 2 比路径 1 的 AS Path 短（路径 2 中 AS 数量为 2，路径 1 中 AS 数量为 3），因此公司 A 会选择 ISP2 提供的路径。这种选择基于 AS Path 的长度，有助于选择更直接的路由。

2. Next Hop

作用：Next Hop 表示到达目标网络的下一跳 IP 地址。Next Hop 必须是可达的，否则路由会被拒绝。

实例：公司 A 在网络中有两台路由器，R1 和 R2，分别连接到 ISP1 和 ISP2。当 R1 接收到 ISP1 宣告的目标网络 10.10.10.0/24 的 BGP 路由，其 Next Hop 设置为 ISP1 路由器的 IP（假设为 192.168.1.1）。如果公司 A 的内部网络无法到达 192.168.1.1，则这个路由会被 R1 丢弃。因此，确保 Next Hop 的可达性是 BGP 路由传播的关键。

3. Local Preference

作用：Local Preference 是一个 BGP 路径属性，用于在同一个 AS 内选择出口路径。值越高的路径优先级越高。Local Preference 是 AS 内部使用的，不会向其他 AS 传播。

实例：公司 A 与 ISP1 和 ISP2 建立了连接。为了让大部分流量通过 ISP1 而非 ISP2，网络管理员可以将从 ISP1 学到的路由的 Local Preference 值设置为 200，而从 ISP2 学到的路由的 Local Preference 设置为 100。这样，所有访问外部网络的流量都会优先选择 ISP1。

4. MED（Multi-Exit Discriminator）

作用：MED 用于不同 AS 之间的 BGP 路由选择。它表示进入某个 AS 的优先级，值越低的路径优先级越高。通常在多出口场景中用于让对端 AS 知道优选的入口。

实例：ISP1（AS200）和 ISP2（AS300）各有两个连接点进入公司 A（AS100），一个在北部，一个在南部。为了使从 ISP1 进入 AS100 的流量尽量走北部的连接点，而从 ISP2 进入的流量尽量走南部的连接点，公司 A 可以将北部的出口 MED 设置为 50，将南部的出口 MED 设置为 100。这样 ISP1 更倾向于选择北部的入口，而 ISP2 会选择南部的入口。

公司 A 的北部出口（连接到 ISP1）配置了较低的 MED 值（50）。
公司 A 的南部出口（连接到 ISP2）配置了较高的 MED 值（100）。
ISP1 和 ISP2 是两个不同的 AS，因此它们的 MED 值是相互独立的，不会跨 AS 比较。

5. Weight

作用：Weight 是 Cisco 特有的 BGP 路径属性，只在本地路由器上有效，数值越大优先级越高。它通常用于偏向某一条路由，而不会影响其他路由器的路由选择。

实例：公司 A 有一台 Cisco 路由器 R1，连接 ISP1 和 ISP2。为了让流量更偏向 ISP1 的路径，可以将 R1 上 ISP1 路由的 Weight 设置为 500，而 ISP2 路由的 Weight 设置为 100。这样，R1 会优先选择 ISP1 的路由，即使其他属性相同。

综合示例：BGP 路由选择过程

假设公司 B（AS400）通过以下路径可以访问 10.10.10.0/24 网络：

ISP1 提供的路径：AS400 → AS200 → AS500，AS Path 长度为 3，MED 为 100，Local Preference 为 150。
ISP2 提供的路径：AS400 → AS300 → AS500，AS Path 长度为 2，MED 为 200，Local Preference 为 100。

在这种情况下，公司 B 的路由选择过程可能如下：

Local Preference 优先级最高，因此路径 1（Local Preference 为 150）优先于路径 2。
如果 Local Preference 相同，则选择 AS Path 较短的路径，因此路径 2 优先。
如果 AS Path 长度相同，则会检查 MED 值。假如路径 1 和路径 2 的 Local Preference 和 AS Path 相同，那么路径 1（MED 为 100）优先于路径 2。

通过以上 BGP 属性的组合，公司 B 可以实现不同策略的路由选择，使得网络流量更加符合业务需求。

BGP对等关系

同一个AS 就是IBGP Peer。

不同 AS 就是 EBGP Peer.

### 1. 为什么 BGP 建立对等关系？

BGP 是一种路径向量协议，用于不同的 AS 之间进行路由信息的交换。建立对等关系的目的是：

让两个路由器之间互相发送路由信息，以便实现互联。
在每一对对等体之间交换路由的更新、撤销等信息，帮助网络形成可靠的路由表。

2. BGP TCP 连接的选择机制

当两个 BGP 对等体尝试建立对等关系时，有可能会同时发起 连接，从而形成两个 TCP 连接。BGP 只需要一个连接来传递信息，因此会选择保留其中一个连接，关闭另一个连接。这就涉及 Router ID 的比较过程：

Router ID 是一个类似 IP 的唯一标识，通常是路由器接口的 IP 地址，或手动配置的 ID。
BGP 通过比较双方的 Router ID 来决定保留哪个连接：Router ID 较小的一方会关闭自己发起的连接，而保留对方发起的连接。

3. 具体举例

假设 AS100 和 AS200 之间的路由器 A 和路由器 B 互为 BGP 对等体。为了建立 BGP 邻居关系，A 和 B 都尝试发起 TCP 连接：

路由器 A 的 Router ID 为 192.168.1.1。
路由器 B 的 Router ID 为 192.168.1.2。

在这种情况下：

路由器 A 向路由器 B 发起一个 TCP 连接，几乎同时，路由器 B 也向路由器 A 发起一个 TCP 连接。
此时，A 和 B 之间会有两个 TCP 连接：一个由 A 发起，另一个由 B 发起。
双方通过 Open 报文交换 BGP Identifier（即 Router ID）。
比较 Router ID 后，路由器 A 的 ID 较小（192.168.1.1 < 192.168.1.2），因此按照 BGP 规则，Router ID 较小的一方会关闭自己发起的连接。
于是，路由器 A 关闭了自己发起的 TCP 连接，仅保留路由器 B 发起的那个连接。
后续的 BGP 报文（如更新、通知等）就通过这个唯一保留的连接传递。

4. 总结

BGP 建立对等关系是为了在 AS 之间交换路由信息。
在同时建立 TCP 连接时，通过 Router ID 大小来决定保留哪一个连接。
Router ID 较小的一方关闭自己发起的连接，只保留对端发起的连接，避免重复连接。

BGP在建立对等关系时，出于稳定性和可靠性的考虑，会根据对等体关系的类型（IBGP还是EBGP）来选择不同的源地址。

为了更通俗易懂地解释，我们可以分两种情况讨论：IBGP（同一个 AS 内的 BGP 连接）和EBGP（跨 AS 的 BGP 连接）。

TCP 连接源地址

1. IBGP 对等关系：使用 Loopback 接口作为更新源地址

在同一个 AS 内，BGP 路由器之间的对等体关系称为 IBGP （Internal BGP）。这种情况下，通常建议使用 Loopback 地址作为 BGP 的更新源地址，而不是直接使用物理接口的 IP 地址。原因如下：

Loopback 地址是逻辑接口，不依赖于特定的物理接口。相比出接口地址，Loopback 地址更加稳定。即使某条链路断开了，只要有其他路径能够到达这个 Loopback 地址，BGP 就能继续正常工作。
在一个 AS 内，IBGP 对等体的所有路由器之间有完整的 IGP（比如 OSPF、IS-IS）来保证 Loopback 地址的可达性。