BGP（BorderGatewayProtocol）边界网关协议基础-创新互联

BGP 概述
边界网关协议BGP（Border Gateway Protocol）是一种实现自治系统AS（Autonomous System）之间的路由可达，并选择最佳路由的 高级路径矢量路由协议。

由来

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为方便管理规模不断扩大的网络，网络被分成了不同的自治系统。1982年，外部网关协议EGP（Exterior Gateway Protocol）被用于实现在AS之间动态交换路由信息。

但是EGP设计得比较简单，只发布网络可达的路由信息，而不对路由信息进行优选，同时也没有考虑环路避免等问题，很快就无法满足网络管理的要求。
BGP是为取代最初的EGP而设计的另一种外部网关协议。不同于最初的EGP，

BGP能够进行路由优选、避免路由环路、更高效率的传递路由和维护大量的路由信息。

虽然BGP用于在AS之间传递路由信息，但并不是所有AS之间传递路由信息都需要运行BGP。比如在数据中心上行的连入Internet的出口上，为了避免Internet海量路由对数据中心内部网络的影响，设备采用静态路由代替BGP与外部网络通信。

自治系统AS（Autonomous System）

⦁    IANA（Internet Assigned Numbers Authority，因特网地址分配组织）：IAB（Internet Architecture Board，因特网体系委员会）的下设组织。IANA授权NIC（ Network Information Center，网络信息中心）和其他组织负责IP地址和域名分配，同时，IANA负责维护TCP/IP协议族所采用的协议标识符数据库，包括自治系统号。
⦁    在长度为16bit的AS号表示方式中：64512-65534为私有AS号，在长度为32bit的AS号表示方式中：4200000000-4294967294为私有AS号。

⦁    VPN（virtual private network，虚拟专用网）：使用虚拟专业网络技术可以从逻辑上建立一个直接连接的网络。

BGP从多方面保证了网络的安全性、灵活性、稳定性、可靠性和高效性：
1、BGP采用认证和GTSM的方式，保证了网络的安全性。
2、BGP提供了丰富的路由策略，能够灵活的进行路由选路。
3、BGP提供了路由聚合和路由衰减功能用于防止路由振荡，有效提高了网络的稳定性。
4、BGP使用TCP作为其传输层协议（端口号为179），并支持BGP与BFD联动，提高了网络的可靠性。三次握手

 BGP建立对等体的对等体都会发起TCP三次握手，所以会建立两个TCP连接， 但是实际BGP只会保留其中一个TCP连接，从Open报文中获取对端BGP Identifier之后BGP对等体会比较本端的Router ID和对端的Router ID大小，如果本端Router ID小于对端Router ID，则会关闭本地建立的TCP连接，使用由对端主动发起创建的TCP连接进行后续的BGP报文交互。

BGP报文类型

⦁    不同于常见的IGP协议，BGP使用TCP作为传输层协议，端口号179，这使得BGP支持在非直连的路由器之间建立对等体关系。

BGP采用TCP作为传输层协议，两台路由器只要具备IP连通性，并且能够顺利地基于TCP179端口建立连接，就可以建立BGP对等体关系，因此BGP的对等体关系是可以跨设备建立的。

BGP报文
BGP对等体间通过以下5种报文进行交互，其中Keepalive报文为周期性发送，其余报文为触发式发送：
1、Open报文：
用于建立BGP对等体连接。
2、Update报文：
用于在对等体之间交换路由信息。需要在BGP 中 network 才会有Update报文
3、Notification（通告）报文：
用于中断BGP连接。
4、Keepalive报文：
用于保持BGP连接。
5、Route-refresh（刷新）报文：
用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。只有支持路由刷新（Route-refresh）能力的BGP设备会发送和响应此报文。
可以抓取到  route-refresh 报文

 ⦁    Opt Parm Len：Optional parameters的长度。
⦁    Optional parameters：宣告自身对于一些可选功能的支持，比如认证、多协议支持。
除了IPv4单播路由信息，BGP4+还支持多种网络层协议（如IPv6、组播），在协商时BGP对等体之间会通过Optional parameters字段协商对网络层协议的支持能力。

⦁    Unfeasible routes length：不可达路由字段的长度，以Byte为单位。如果为0则说明没有Withdrawn Routes 字段。
⦁    Withdrawn Routes Length：标明Withdrawn Routes部分的长度。其值为零时，表示没有撤销的路由。
Total path attribute length：路径属性字段的长度，以Byte为单位。如果为0则说明没有Path Attributes 字段。

⦁    在Open报文协商时会协商是否支持Route-refresh，如果对等体支持Route-refresh能力，则可以通过refresh bgp命令手工对BGP连接进行软复位，BGP软复位可以在不中断BGP连接的情况下重新刷新BGP路由表，并应用新的策略。
⦁    对于不支持Route-Refresh能力的BGP对等体，可以配置keep-all-routes命令，保留该对等体的所有原始路由，这样不需要复位BGP连接即可完成路由表的刷新。
缺省情况下未开启keep-all-routes。

BGP状态

BGP邻居建立状态：
idle:初始状态
connect:BGP等待TCP连接的建立
active:TCP连接失败，重新建立TCP连接
opensent：TCP建立成功，发送open报文
openconfirm:收到正确的OPEN报文
established:BGP邻居建立成功

1、Idle状态是BGP初始状态。
在Idle状态下，BGP拒绝邻居发送的连接请求。只有在收到本设备的Start事件后，BGP才开始尝试和其它BGP对等体进行TCP连接，并转至Connect（连接）状态。Start事件是由一个操作者配置一个BGP过程，或者重置一个已经存在的过程或者路由器软件重置BGP过程引起的。
任何状态中收到Notification（通告）报文或TCP拆链通知等Error事件后，BGP都会转至Idle状态。

2、在Connect（连接）状态下，BGP启动连接重传定时器（Connect Retry），等待TCP完成连接。
如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送Open报文，并转至OpenSent状态。
如果TCP连接失败，那么BGP转至Active（活跃）状态。
如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP继续尝试和其它BGP对等体进行TCP连接，停留在Connect状态。

3、在Active状态下，BGP总是在试图建立TCP连接。
如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送Open报文，关闭重传定时器，并转至OpenSent状态。
如果TCP连接失败，那么BGP停留在Active状态。
如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP转至Connect状态。

4、在OpenSent状态下，BGP等待对等体的Open报文，并对收到的Open报文中的AS号、版本号、认证码等进行检查。
如果收到的Open报文正确，那么BGP发送Keepalive报文，并转至OpenConfirm状态。
如果发现收到的Open报文有错误，那么BGP发送Notification报文给对等体，并转至Idle状态。

5、在OpenConfirm状态下，BGP等待Keepalive或Notification报文。 如果收到Keepalive报文，则转至Established状态，如果收到Notification报文，则转至Idle状态。

6、在Established状态下，BGP可以和对等体交换Update、Keepalive、Route-refresh报文和Notification报文。
如果收到正确的Update或Keepalive报文，BGP就认为对端处于正常运行状态，将保持BGP连接。
如果收到错误的Update或Keepalive报文，BGP发送Notification报文通知对端，并转至Idle状态。
Route-refresh报文不会改变BGP状态。
如果收到Notification报文，那么BGP转至Idle状态。
如果收到TCP拆链通知，那么BGP断开连接，转至Idle状态。

常见的 三种状态 Idle， Active，Established

BGP邻居建立不成功的原因

BGP邻居建立不成功的原因

1.AS号或peer邻居地址出错；
2.BGP的router ID是否有冲突；
3.BGP对等体两端是否均采用环回口创建邻居；
4.物理上非直连的EBGP邻居是否配置多跳；
5.用于创建底层TCP的路由是否可达；
6.创建BGP对等体两端认证配置是否一致；
7.BGP对等体是否配置了peer x.x.x.x ignore；
8.是否配置了禁止TCP端口179的ACL。

ignore的应用

需要短暂中断邻居会话且该邻居配置量较大时，通过执行命令peer ignore可以避免重新配置的工作量。 例如，在一段时间内，对端升级或调整链路导致邻居频繁建立连接时，为了避免路由或邻居关系频繁震荡，需要暂时中断BGP邻居，则可以在较稳定的一端使用该命令。

使用该命令可以停止与指定对等体（组）之间的会话，并且清除所有相关路由信息。对于一个对等体组，这就意味着大量与对端的会话突然终止。
R1:
bgp 100
peer 192.168.12.2 ignore
邻居关系会变成 idle

⦁    BGP对等体表的作用为列出本设备的BGP对等体，以及对等体的状态等信息。
⦁    MsgRcvd 、MsgSent：从对等体收到的报文个数，向对等体发送的报文个数。
OutQ：out queue，对外发送报文队列中排队的个数，一般为0。

 列出本设备发现的所有BGP路由，如果到达同一个目的地存在多条路由，则将路由都进行罗列，但每个目的地只会优选一条路由。

 通过display bgp routing-table ipv4-address { mask | mask-length } 可以显示指定IP地址/掩码长度的路由信息，在其中有关于该BGP路由的详细信息，如：路由始发者、下一跳地址、路由的路径属性等。

⦁    执行聚合之后，在本地的BGP路由表中除了原本的明细路由条目之外，还会多出一条聚合的路由条目。
⦁    如果在执行聚合时指定了detail-suppressed，则BGP只会向对等体通告聚合后的路由，而不通告聚合前的明细路由。
⦁    在聚合时配置了抑制明细路由的参数，R3上查看路由表，将只能看到BGP路由：10.1.0.0/22，无法看到聚合前的明细路由。

⦁    产生该问题根本原因为AS200域内未运行BGP的路由器并无从BGP学习到的路由条目，查找路由失败，导致R1丢弃报文。 为此制定了BGP同步原则：
当BGP的路由条目也存在于IGP路由表时才对外发送，以图中场景为例，当R3查看IGP路由表，OSPF路由表中并无路由10.0.4.0/24，因此并不会向R5发送该路由，自然也不会产生后续的访问失败问题。
⦁    解决该问题的方式有：
⦁    将BGP路由重分发到IGP中，基本不会使用该方式。 建立全互联的IBGP对等体关系，让全网所有路由器都拥有BGP路由。

 如果没有配置Router ID，则BGP会自动选取系统视图下的Router ID作为BGP协议的Router ID。系统视图下的Router ID选择规则，请参见命令router-id中的描述。

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文章名称：BGP（BorderGatewayProtocol）边界网关协议基础-创新互联
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