BGP基础

一、使用BGP传递路由

AS之间使用BGP协议进行路由传递，相较于IGP协议：

• BGP基于TCP，只要能够建立TCP连接即可建立BGP；
• 只传递路由信息，不会暴露AS内的拓扑信息；
• 触发式更新，而不是进行周期性更新；

二、BGP特征

特征1：

1. BGP路由器之间会话基于TCP连接建立，TCP端口号179；
2. 两个建立BGP会话的路由器互为对等体，BGP对等体之间交换BGP路由表；
3. BGP路由器只发送增量的BGP路由更新，或进行触发式更新（不会周期性更新）

特征2：

1. BGP通常被称为距离矢量路由协议；
2. 每条BGP路由都携带多种路径属性，BGP可以通过这些路径熟悉控制路径选择（IS-IS、OSPF只能通过cost控制路径选择），BGP 在路径选择上有丰富的可操作性；

三、BGP对等体关系

1、BGP存在两种对等体关系类型：EBGP和IBGP：

• EBGP：位于不同自治系统的BGP路由之间的对等体关系。两台路由器要建立EBGP对等体关系必须要满足两个条件：
  • 两个路由器所属AS不同
  • peer命令所指的对等体IP路由可达，并且能够建立TCP连接；
• IBGP：位于相同自治系统的BGP路由器之间的BGP邻居关系；

2、BGP对等体关系建立：

• 先启动BGP的一端先发起TCP连接，例如R1使用随机端口向R2的179端口发起TCP连接，完成TCP连接的建立；
• 三次握手建立完成后，R1、R2之间互相发送Open报文，携带参数进行对等体建立；
  • Open报文中携带：
    • 自身AS号
    • hold time：用于协商后续keepalive报文发送时间
    • BGP Identifier：自身Router ID
• 参数协商正常后双方互相发送Keepalive报文，收到对端发送的keepalive报文之后对等体建立成功，同时双方定期发送keepalive报文用于保持连接；
• BGP对等体建立之后，BGP路由器发送BGP Update报文通告路由的对等体；

四、BGP报文类型

BGP存在5种不同类型的报文，不同类型的报文拥有相同的头部；

|---------------|----------------------|--------------------------------------------------------------|
| 报文名称 | 作用 | 发送时间 |
| Open | 协商对等体参数，建立对等体关系 | BGP TCP连接建立成功之后 |
| Update | 发送BGP路由更新 | BGP对等体关系建立之后有路由需要发送或路由变化时向对等体发送Update报文 |
| Notification | 报告错误信息，中止对等体关系 | 当BGP在运行中发现错误时，发送Notification报文将错误通告给BGP对等体 |
| Keepalive | 标志对等体建立，维持BGP对等体关系 | BGP路由器收到对端发送的Keepalive报文，将对等体状态置为已建立，同时定期发送Keepalive报文用于保持连接 |
| Route-refresh | 改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息 | 当路由策略发生变化时，触发请求对等体重新通告路由 |

五、BGP状态机

|-------------|--------------------------------------------|
| peer状态名称 | 用途 |
| Idle | 开始准备TCP的连接并监视远程对等体 |
| Connect | 正在进行TCP连接，等待完成中 |
| Active | TCP连接没有成功，反复尝试连接 |
| OpenSent | TCP连接已经建立成功，开始发送Open包 Open包中携带参数协商对等体建立 |
| OpenConfirm | 参数、能力特性协商成功，自己发送Keepalive包，等待对方的Keepalive包 |
| Established | Y已经收到对端的Keepalive包，能力协商一致，开始使用Update通告路由信息 |

六、BGP路由的生成

BGP自身并不会发现并计算产生路由，BGP将IGP路由表中的路由注入到BGP路由表中，并通过Update报文传递给BGP对等体；

BGP注入路由的方式有两种：

• Network
• import-route

Network注入路由：

• Network方式注入的路由必须时已经存在与IP路由表中的路由条目，否则不会被注入到BGP路由表中；
• AS200内的BGP路由器通过update报文将路由传递给AS300内的BGP路由器；
• AS300内的BGP路由器收到路由后，将这两条路由加入到本地的BGP路由表中；

import-route方式注入路由：

• 直连路由
• 静态路由
• OSPF路由
• IS-IS路由

等协议的路由注入到BGP路由表中；

七、通告原则

BGP通过network、import-route、aggregate聚合方式生成BGP路由后，通过Update报文将BGP路由传递给对等体；

BGP通告遵循以下几个原则：

• 只发布最优且有效路由
• 从EBGP对等体收到的路由，会发布给所有对等体（包括所有的EBGP和IBGP对等体）
• IBGP水平分割：从IBGP对等体收到的路由，不会发送给IBGP对等体（通过全互联的方式解决水平分割带来的路由传递问题）
• BGP同步规则：当一台路由器从自己的IBGP对等体学到一条BGP路由，它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（即IBGP路由与IGP路由同步）。同步规则主要用于规避BGP路由黑洞问题；