BGP路由技术

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????51CTO首发时间：????2022年9月29日????

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⭐本文介绍⭐

BGP（Border Gateway Protocol,边界网关协议）是一个路径矢量路由协议，和传统的基于下一跳的IGP协议不同，它是基于AS（自治系统）的协议。BGP属于外部网关路由协议，它解决的是AS之间的选路问题，也正因为这样，它更适合与互联网。学习BGP的关键在于理解BGP的报文，邻居建立，BGP路由属性，选路原则等。本文将对以上各项知识、工作原理及相关的配置做介绍。

????理论讲解：

BGP的工作原理

BGP是跨公网，跨自治系统的路由协议，可以在自治系统之间学习路由。BGP的动态学习路由也是基于邻居，只有邻居关系正常，BGP才可以正常工作。下面首先介绍BGP中的邻居关系及路由通告。

BGP邻居关系

运行BGP的路由器通常被称为BGPSpeaker（发言者），相互之间传递报文的Speaker之间互称为对等体（Peer）。BGP邻居关系的建立，更新和删除是通过对等体之间交互 5 种报文、6 种状态机和 5 个表等信息来完成的，最终形成BGP邻居，一下分别进行介绍。

BGP报文

BGP报文头中的Type定义了BGP的报文类型。BGP对等体之间通过5 种报文进行路由信息的交互。这5 种报文类型分别是Open、Update、Notification、KeepAlive和Route-Refresh。

1）Open报文

Open报文是TCP连接建立后发送的第一个报文，用于建立BGP对等体之间的连接关系，主要包括BGP版本，本地AS编号，Hold time等信息。对等体在接收到对端发过来的Open报文并协商成功后，将发送Keep Alive报文确定并保持连接的有效性。BGP对等体关系确定后，对等体间可以进行Update、Notification、Keep Alive和Route-Refresh报文的交换，以更新路由信息。

2）UPdate报文

Update报文用来在BGP对等体之间更新路由信息。Update报文可以通告多条属性相同的可达路由信息，也可以撤销多条不可达路由信息。

3）Notification报文

Notification报文的作用是当BGP检测到错误状态时，立刻向对等体发出Notification报文，之后BGP连接会立即中断。要注意的是，不管当前BGP状态当时处于何种状态，只要收到Notification报文就会放回idle状态。换而言之，BGP是不允许错误出现的一种路由协议，在选路原则中，更优的路由往往是邻居关系最久的对等体，以此反映对等体两端经历很长的时间都没有出现过错误。

4）Route-Refresh

用来告知对等体本地所支持路由的刷新能力，在所有BGP路由器拥有Route-Refresh能力的情况下，如果BGP的入口路由策略发生了变化，本地BGP路由器会向对等体发送Route-Refresh报文，收到此消息的对等体会将其路由信息重新发给本地BGP路由器。这样，可以在不中断BGP连接的情况下，对BGP路由表进行动态刷新，并应用新的路由策略。该报文中的AFI字段，用于标识所采用的地址族的类型，如IPv4单薄或者组播。

5）KeepAlive

该报文在对等体之间周期性的发送，用以保持连接的有效性并维护其连接，Keep Alive报文只有一个BGP报文头。默认Keep Alive报文发送周期为60s，Hold time为180s。Keep Alive报文类似于OSPF协议中的Hello报文，当收到对等体发过来的KeepAlive报文后会刷新Hold time计时器，如果Hold time计时器超时仍未收到Keep Alive报文，则认为对等体失效。

BGP状态机

1、ldle状态	2、Connect状态
3、Active状态	4、Open Sen状态
5、Open Confirm状态	6、Established状态

BGP数据库

BGP数据库是BGP正常工作需要的存储空间，基于保存的内容不同，可分为如下几种：

IP路由表（IP-RIB）
全局路由信息库，包括所有最优的IP路由信息
BGP路由表（Loc-RIB）
BGP路由信息库，包括本地BGP Speaker通告的路由信息，将其中最优路由添加到IP路由表中。
注意：先要关注BGP路由表，若BGP路由表中不是最优路由，则无法在IP路由中可见。
邻居表
对等体邻居清单列表，包括对等体两端的邻居信息及邻居列表。
Adi-RIB-In
对等体宣告给本地Speaker的未处理的路由信息库
Adj-RIB-Out
本地Speaker宣告给指定对等体的路由信息库。