BGP的起源

不同自治系统（路由域）间路由交换与管理的需求推动了EGP的发展，但是EGP的算法简单，无法选路，从而被BGP取代。


自治系统：（AS）

IGP：自治系统内部协议，ospf，rip，is-is，发现和计算路由信息

EGP：自治系统外部协议，传递路由信息，缺点：只负责传路由信息，不进行路由控制。


BGP（边界网关协议）是一种用于自治系统间的动态路由协议。

与其他协议的区别：作用在AS之间，IGP是自治系统学习路由信息和计算路由信息，BGP传递路由信息的，本身没有学习和计算路由表的功能。



BGP协议特性：（单播传输）

  • BGP是自治系统外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息。

  • 路径矢量路由协议（DV算法），从设计上避免了环路的发生（AS编号）

  • 由TCP协议承载，端口号为179

  • 支持CIDR（超网）和路由聚合

  • 路由附带丰富的属性

  • 只发送增量路由更新

  • 路由过滤和路由策略


BGP的术语：


  • BGP发言者（BGP Speaker）：发送BGP消息的路由器称为BGP发言者（起了BGP协议就是BGP发言者）

  • BGP对等体（BGP peer）：相互交换消息的BGP发言者互称为BGP对等体

  • EBGP对等体：处于不同AS的BGP对等体为EBGP对等体，通常情况下EBGP对等体是物理上直连。（RTA和RTB、RTD和RTE）

  1. BGP发言者从EBGP对等体获得的路由会向它所有BGP对等体通告（包括EBGP和IBGP）。


  • IBGP对等体：处在同一AS的BGP对等体为IBGP对等体，可以直连也可以不直连。 

  1. 从IBGP获得的路由不向它的IBGP对等体发布（防环）。

  2. 从IBGP获得的路由是否发布给它的EBGP对等体与是否同步相关。


BGP中转发“黑洞”产生：

RTA发送路由（100.10.1.0/24）给RTB，RTB给RTD发，如果不考虑其他因素，RTD会讲路由发给RTE。。RTE发送数据包给RTA后，到RTD上后查BGP路由表，有路由，但是下一跳是RTB，再查RTD的IGP路由表没有下一跳给RTC,但是RTC没有100.10.1.0的路由，所以数据包被丢弃。为什么RTC学不到路由呢？因为BGP是单播传的，从RTB发给RTC，发现目的地址不是自己，而是RTD的，根本就不会解包


解决方法：IBGP全连接的状态就ok了


BGP同步：（默认同步是关的）

  

BGP同步是指IBGP和IGP之前的同步，目的是为了防止在某种情况下转发“黑洞”的出现。。


开启同步后，只有在IGP也知道这条IBGP路由时，才会被发布给EBGP对等体。 



BGP的消息和状态机：

BGP消息种类：

Open：用于建立BGP对等体之间的连接关系（ospf的hello包），Open报文只发一次（建立邻居关系）

Keepalive：周期性的向BGP对等体发出Keepalive消息，用来保持连接的有效性和对收到的Open消息进行回应，（保活的）发送周期60s，老化时间180s

Update：携带的是路由更新（删减、增加）信息 （NLRI（更新的）,Withdraw（删除该路由））

Notification：当BGP检测到错误状态时，就向对等体发出Notifition消息，之后BGP连接会立即被关闭。


BGP的状态机：

  1. Idle状态（空闲状态）：此状态为初始状态，不接受任何BGP连接，等待start事件产生。如果start事件（TCP连接）产生则系统开启ConnectRetry定时器，向邻居发起TCP连接，并将状态改为Connect。

  2. Connect状态（连接状态）：在Connect状态，系统会等待TCP的连接建立完成。如果TCP状态为Established（已完成），则拆除ConnectRetry定时器，并发送Open信息，将状态变为Opensent；如果TCP建立失败则重置ConnectRetry定时器，转为Active状态。如果定时器超时，重新连接。

  3. Active状态（活跃状态）：如果已经启动事件但TCP未完成，则处于Active状态

  4. Open-sent状态（Open消息已发送）：此状态 表明系统已经发出Open消息，在等待BGP邻居发给自己的Open消息。

  5. Open-confirm（Open消息确定）：此状态表明系统已经发出keepalive消息，并等待BGP邻居的Keepalive消息。

  6. Established状态（连接建立）：如果处于Established状态，则说明BGP连接建立完成，可以发送Update消息交换路由信息。



BGP配置：

启动BGP：

[RT1]bgp 100


配置router ID（如果运行了ospf两个ID号尽量保持一致）

[RT1-bgp]router-id 1.1.1.1


指定邻居：

peer 12.1.1.2 as-number 200

     对端地址           对端as号


默认情况下建立TCP的接口是出接口，当建立BGP连接的路由器存在冗余链路时，如果路由器上的接口发生故障，建立tcp连接的源接口就会发生改变，导致BGP需要建立tcp连接。

所以将tcp的源地址配置成loopback接口，而真实的tcp连接的源地址就是出接口，所以要指定建立tcp连接的源接口：（用loopback建立邻居关系时）

[RT2-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface loo 0 （只需要在一边配，tcp是单向认证）

              对端的环回口               本地的环回口


当建立EBGP关系时，非直连，用loopback口建立邻居关系时（不建议）

[RT1-bgp]peer 2.2.2.2 ebgp-max-hop 2

[RT2-bgp]peer 1.1.1.1 ebgp-max-hop 2         //改变EBGP连接的最大路由器跳数


[RT1-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface loo 0        //指定建立邻居的源接口


将本地路由发布到BGP路由器中：

[RT1-bgp]netw 1.1.1.1 32        //公布的是路由表中的路由，且属性必须是IGP，sys

后面的掩码长度必须跟本地路由表一致


[RT1-bgp]dis bgp routing-table 

 Total Number of Routes: 1

 BGP Local router ID is 1.1.1.1

 Status codes: * - valid（有效）, ^ - ××× best, > - best（最好的）, d - damped,

               h - history,  i - internal, s - suppressed, S - Stale

               Origin（属性） : i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

      Network            NextHop         MED        LocPrf     PrefVal Path/Ogn

* >  1.1.1.1/32         0.0.0.0         0                     0       i

bgp只会把有效的和最好的且是igp的发给邻居。


[RT2-bgp]peer 4.4.4.4 next-hop-local   //将发出的路由的下一跳指向本地（从EBGP学来的路由发给IBGP时）


[RT2-bgp]import-route ospf    //路由引入（引入的路由相当于本地通告的路由）

  • 被引入的路由必须存在于本地IP路由表中且为有效路由

  • 通过引入方式的路由的ORIGIN属性Incomplete

  • 可以通过策略来对引入的路由进行过滤及改变路由属性

  • 当引入ospf和rip时，引入前的cost作为BGP的med值，也就是开销。


[RT2-bgp]synchronization       //打开同步（默认是关闭的）

 

BGP路由属性： 

BGP路由属性是路由信息所携带的一组参数，它对路由进行了进一步的描述，表达了每一条路由的各种特性。


  1. 公认必遵属性（必须遵守）：所有BGP路由器都必须能够识别这种属性，且必须存在于Update消息中。ORIGIN属性、AS_PATH属性、NECT_HOP属性。

  2. 公认可选属性：所有BGP路由器都可以识别，但不要求必须存在于Update消息中，可根据情况来选择。LOCAL_PREF属性、ATOMIC_AGGREGATE属性.

  3. 可选传递属性：在AS之间具有可传递性的属性。BGP路由器可以不支持此属性，但它仍然会接收带由此属性的路由，并通告给其他对等体。COMMUNITY属性、AGGREGATE属性。

  4. 可选非传递属性：如果BGP路由器不支持此属性，该属性被忽略，且不会通告给其他对等体。MED属性、CLUSTER_LIST属性、ORIGINATOR_ID属性。


必遵：next-hop、origin、as-path

可选：除以上三个除外

传递：必遵的三个，community（团体）、聚合（aggregate）

非传递：

公认：

私有：Preferred_value


1、AS_PATH属性（防环）：只给EBGP邻居发的时，才修改该属性。

  • 公认必遵

  • 是路由到底一个目的地所经过的一系列自治系统号码的有序列表

  • 当BGP将一条路由通告到其他AS时，便会把自己的AS号添加在AS_PATH列表的最前面（只看AS的个数，不考虑AS的大小）

  • AS个数越少越好

2、NEXT_HOP属性：

  • 公认必遵

  • 为BGP发言者指示去往目的地的下一跳


3、ORIGIN属性：定义路由信息的来源，标记一条路由是怎么成为BGP路由的

  • 三种ORIGIN属性类型：  

       a.IGP:表明路由信息产生于AS内部，一般是聚合路由或者通过Network命令引入的路由

       b.EGP：路由信息是通过EGP协议引入的（已淘汰）

       c.Incomplete：路由信息是通过其他方式学来的，一般是通过Import引入的IGP路由或者静态路由


  • 在其它选路因素相同的情况下，BGP会比较ORIGIN属性来确定到达相同目的地的最佳路由

       a.IGP优于EGP，EGP优先于Incomplete。


4、LOCAL_PREF属性：（数据怎么出去）只能在自治系统内传递

  • 公认可选属性，非传递属性，只能在本AS内传递

  • 用于AS内IBGP邻居选择离开本AS时最佳路由，它表明BGP路由器的优先级

  • 仅在IBGP对等体之间交换，不传递或通告给其他EBGP对等体

  • 值越大，优先级越高，默认情况下LOCAL_PREF属性值为100


5、MED属性：（数据怎么进来）只在相邻的EBGP之间传递，只能比较来自同一自治系统的MED。

  • 可选非传递属性 （运用在AS之间的那台路由器上 ）

  • 相当于IGP路由协议使用的度量值metric，当一个AS有多个入口点时，用于判断流量进入AS时的最优路径

  • 仅在相邻两个AS之间传递（EBGP），收到此属性的AS一方不会再将其通告给任何其他第三方AS。

  • 值越小越优


6、Preferred_value属性（首选项值）（本地属性）

  • 是私有BGP属性

  • 为从对等体接收的路由分配首选值，从而影响选路

  • 只在本地有效，不随路由信息传播

  • 值越大越好，默认0



BGP路由处理流程：



BGP的路由优选：（选路前提是两条路由都是最优的，有可比性）

  1. 首先丢弃下一跳（NEXT_HOP）不可达的路由

  2. 优选Prefrerred_value值最大的路由

  3. 优选本地优先级（LOCAL_PREF）最高的路由

  4. 优选聚合路由

  5. 优选AS路径（AS_PATH）最短的路由

  6. 依次选择ORIGIN属性为IGP、EGP、Incomplete的路由

  7. 优选MED值最小的路由

以上如果相同允许做负载分担


8.依次选择从EBGP、联盟、IBGP学来的路由
9.优选下一跳度量值最低的路由
10.优选ROUTER ID最小的路由器发布的路由
11.优选地址最小的对等体发布的路由


BGP的负载分担时选路：

  • BGP协议本身一定能选出唯一一条到达目的网段的最优路由

  • 通过哦诶之允许BGP负载分担

  • BGP的负载分担与IGP的负载分担有所不同

     IGP是通过协议自身定义的路由算法，对到达同一目的地址的不同路由，将度量值相等的路由进行负载分担

     BGP本身并没有路由计算的算法，但BGP有丰富的选路原则，可以在对路由进行一定的选择后，有条件地进行负载分担。


BGP路由的发布策略：

  • 只讲最优路由发布给对等体（*>）

  • 只将自己使用的路由发给对等体

  • 从EBGP获得的路由会向它所有BGP对等体发布

  • 从IBGP获得的路由不向它的IBGP对等体发布