BGP----边界网关协议

AS-----自治系统----由单一机构或组织管理的一系列IP网络及其设备的集合。

        1、网络范围太大,协议跑步过来,需要进行划分;

        2、自治管理

     为了方便区分和标定不同的AS,我们给每个自治系统设计了一个编号---AS号----16位二进制构成----0-65535‘其中0和65535为保留值,不用,所以,AS号真正的取值范围为1-65534;我们将64512-65534AS号称为私有AS号。----因为传统的AS号存在不够用的问题,所以目前也存在拓展版的AS号----32位构成---目前绝大所数设备已经支持拓展版的AS号

      EGP协议在之前还存在一款协议---BGP,但是由于其功能有限,后来在其基础上进行优化和改进,生成了现在的BGP协议。目前AS之间使用最广泛的协议就是BGP协议。

     在目前IPV4环境下,使用最广泛发BGP版本是BGPV4。目前市场上已经存在BGPV4+。BGPV4+又可以称为MP-BGP ---可以支持多种地址族的应用。

      在没有BGP协议的情况下,仅使用重发布技术,也可以实现AS之间的路由信息的共享。但是,之所以不采用这种方案,其原因如下:

                1,重发布技术本省存在缺陷---在多点重发布中,因为种子度量值问题,必然造成选路不佳

                2,ASBR设备的归属问题。

       BGP之间传递路由信息的方式一定是和RIP类似,通过传递路由条目信息来实现。----之所以不使用拓扑信息,主要因为:

                1,拓扑信息资源占用量太大,而BGP需要传递的数量是巨大的。

                2,传递拓扑信息将暴露本AS内部的拓扑连接情况。

BGP ---无类别的路径矢量型协议

距离矢量---在距离矢量型协议中,距离是开销的体现,将跳数作为开销值的评判标准。将一个路由器看作是一个单位计算距离。

距离矢量是算法的概念,因为IGP协议本身需要通过算法来计算出未知网段的路由信息。

路径矢量----是将一个AS看作一个整体

路径矢量不牵扯算法,因为BGP仅仅是将IGP计算出来的路由信息发送到其他AS之中,相当于仅将现成的路由进行传递而不需要计算。

IGP---选路佳,收敛快,占用资源少

BGP协议的关注点:

        1、可控性---AS之间需要传递大量的路由信息,所谓可控,就是可以更方便的干涉选路,更容易做路由策略。

        为了保证可控性型,BGP舍弃了开销值。取而代之的是BGP给每条路由信息附加了很多路径属性。之后,可以通过这些属性来进行选路。因为多种属性的存在,将导致我们的选路变得更加的灵活和方便。使得BGP协议具有强大的可操控型。

        因为BGP协议需要传递大量的路由信息,所以,其本身不可能存在周期更新机制。BGP仅存在触发更新。

        2、可靠性---需要保证数据传输的可靠。BGP为了保证传输的可靠性,其传输层协议直接选择使用TCP协议。使用TCP的179号端口进行工作。

IGP协议不选择使用TCP的原因:

        1、TCP传输效率低

        2、TCP传输占用资源较大

        3、TCP协议只能实现单播,所以,无法通过组播或者广播的形式发送,则将导致IGP协议无法自动发送邻居关系,只能手工指定。

因为BGP选择·使用的是TCP协议,所以,BGP需要手工建立邻居关系。

BGP因为传输层使用的是TCP协议,所以,只要在TCP协议可以正常建立规划的基础上就可以完成BGP的建邻工作。----BGP支持非直连建邻(网络可达)---BGP的非直连建邻建立在IGP(静态)之上

在BGP中,我们将邻居关系称为对等体关系。

        EBGP对等体关系---如果建立对等体的两台路由器位于不同的AS中,则他们的关系被称为RBGP对等体关系。

        IBGP对等体关系---如果建立对等体的两台路由器位于同一个的AS中,则他们的关系被称为IBGP对等体关系。

        因为,EBGP对等体之间一般使用直连建邻,所以,EBGP对等体之间发送的数据包中的TTL值我们将其设置为1.如果遇到EBGP对等体之间需要进行非直连建邻,则需要手工修改TTL值。IBGP对等体关系在AS内部一般都是非直连建邻,所以,TTL值设置为255.

3、AS-BY-AS---在BGP当中,我们将一个AS看作一个整体。

        BGP协议是不支持负载均衡的。--在BGP当中,如果到达同一个目标网段存在多条路径可以走时,BGP将会根据其中的路径属性来选择一条最优的加载到路由表中,而不会进行负载均衡。

1、、BGP的数据包

        BGP协议所有数据包的传输的可靠性均由TCP协议来保证。所有BGP数据包均基于TCP建立的会话通告发送。

        OSPF的Hello--可以周期性的发现,建立和保活邻居关系。

        在BGP中,发现邻居关系的过程变为由人手工指定。主要因为TCP协议需要建立会话通道,之后才会基于通道发送数据包。

        Open包---建立BGP对等体关系。---邻居关系的建立无非就是参数协商的过程。BGP建立邻居关系需要通过Open包来携带参数,进行比对协商。

        AS号--在创建邻居关系时需要指定邻居所在的AS号,这个参数将被携带在OPEN报文中发送给对方给,对方将比对这个AS号和本地所在的AS号是否一致,如果一致,则可以正常建立邻居关系。

        认证---BGP建邻也可以做认证,做认证后将携带认证口令,认证口令双方需要比对,一致则可以正常建立邻居关系。

        ROUTE-ID----区分和标定路由器的。也是32位3二进制构成,按照IP地址的格式来表示。

                ----1、手工配置;

                     2、自动获取(先看设备是否存在环回接口,如果存在则将选择环回接口中IP地址最大的地址作为RID,如果没有环回接口,则将在物理接口中选择IP地址最大的作为RID)

                这个RID将在OPEN包中携带,发送到对端之后,对端将检测这个RID,如果和本地的RID不同,则将可以正常的建立邻居关系。手工建立邻居关系时所指定的建邻的ip地址必须和收到的OPEN包中的源IP地址相同才能正常建立邻居关系。否则,邻居关系将建立失败。

        Holdtime--保活时间--默认时间为180s,在保活时间内,如果没有收到对方发送的keeplive包或者update包,则将断开BGP邻居关系。这个参数在open报文中将被携带,但是,双方不一致不会影响邻居关系的建立,但是在执行时,这个时间必须是一致的,则将采用双方中较小的保活时间来使用。

        路由器是否支持刷新功能也将成为open报文中所携带的一个协商参数。

        keeplive包--周期保活--周期发送时间等于保活时间的1/3.默认保活时间180s,则默认的周期发送时间为60s。

        除了保活之外,keeplive包还将在open报文协商参数时临时充当确认包的作用。

        TCP协议进行确认的目的是为了保证数据传输的可靠性,而keeplive报文确认的目的是为了确认认可对方发送的open报文中的参数1.

        update包--更新包---携带需要传递得路由信息的数据包。表示一条路由条目信息,需要携带的参数主要就是目标网络号和子网掩码信息,以及路径属性。

        在更新包中,存在一个撤销路由条目字段,在这个字段下的路由条目将需要对端删除1,而不再需要通过带毒传输的方式来表达。

        notification包---BGP中设计的一个告警机制,

        Route-refresh包--用于改变路由策略变更后请求对等体重新发送路由信息。(前提条件是双方均支持路由刷新功能才行。)

2、BGP的状态机

BGP的状态机描述是BGP对等体建立过程中状态的变化。因为BGP这个协议可以将邻居建立过程和路由收发过程分开进行。

BGP的状态机---6种

BGP 查看携带到有自己的as 号 bgp私有as号_保活

IDLE----空闲状态----路由器启动BGP进程之后,将先处于idle状态,当你手工指定邻居关系后,BGP将进入到一个检查环节,检查指定的IP地址在本地路由表种是否可达。如果可达,则将进入到下一个状态。----connect。

Connect-----连接状态,该状态完成TCP会话的建立。

BGP 查看携带到有自己的as 号 bgp私有as号_TCP_02

在建立TCP会话过程中,因为双方都会主动发起建立会话的过程,而最终建立的都是一个双向的会话。所以,最终稿只需要保持一个会话通道即可。选择方式是通过后续open报文中的RID进行比较,选择保留RID大的设备发起的TCP会话。

Opensent---发出本地的open报文,收到对端发送的open报文,查看里面的参数,之后,如果确认参数无误,则将回复keeplive报文作为确认

Openconfirm-----OPEN报文确认状态---对端也收到本地发送的OPEN报文,之后根据里面的参数进行确认。如果确认无误则将发送keeplive报文。本段收到对方发送的keeplive报文之后将进入下一个状态。

Established---建立状态---标志着BGP对等体关系的建立

 

BGP 查看携带到有自己的as 号 bgp私有as号_TCP_03

 

3、BGP的工作过程

        1)、基于IGP协议实现IP可达

        2)、指定邻居关系,通过三次握手,建立TCP的会话通道,之后所有BGP的数据报都将基于TCP会话通告来进行传递。

        3)、使用open报文和keeplive报文进行邻居关系的建立,之后邻居关系收集到一张表中--邻居表

        4)、通过update报文传递路由信息,传递的路由条目信息中主要包含目标网络号,掩码信息,以及各种路径属性,之后,设备会将所有自己发出的以及收到的路由信息记录在一张表中---BGP表。

        5)、之后将BGP表中的最优路径加载到路由表中。

        6)、收敛完成后,BGP将周期使用keeplive报文进行保活,保活时间默认为180s,周期发送时间默认为保活时间的1/3,即60s。

        7)、若出现错误信息,将使用notification报文进行告警

        8)、若发生结构突变,则将使用ipdate报文进行触发更新。

4、BGP的路由黑洞

BGP 查看携带到有自己的as 号 bgp私有as号_TCP_04

 

 由于BGP协议支持非直连建邻,故可能出现BGP协议跨越来运行BGP协议路由器,导致BGP路由传递后,控制层面可达,但是数据层面,在经过未运行BGP协议的路由器时无法通过,形成路由原则。

                1、在R3上将BGP协议的路由信息重发布到IGP当中

                2、直接在R4上运行BGP协议

                3、MPL5

        为了避免路由黑洞的情况产生,BGP提出了同步机制---即当一台路由器从自己的IBGP对等体学习到一条BGP路由时,他将不能把他通告给自己的EBGP对等体,除非他又从IGP协议当中学习到这条路由。

5、BGP的防环

BGP使用的防环机制--水平分割机制

EBGP的水平分割---一种专门应用在EBGP对等体之间,用来解决EBGP对等体之间可能出现的环路问题。

        BGP协议将在路由条目中记录所经过的AS编号-----AS_PATH-----记录AS路径的一个属性。---接收到的BGP路由条目中,其中的AS_PATH属性中,若存在本地的AS号,则将拒绝接受。

IBGP的水平分割---一种专门应用在IBGP对等体之间,用来解决IBGP对等体之间可能出现的环路问题

BGP 查看携带到有自己的as 号 bgp私有as号_ip_05

 

IBGP水平分割---当一个路由器从一个IBGP对等体处学习到某条BGP路由时,他将不能再将这条路由信息通告给其他的IBGP对等体关系。

BGP 查看携带到有自己的as 号 bgp私有as号_ip_06

 

  因为IBGP水平分割的限制,导致IBGP对等体之间的路由信息只能传递一条,在这情况下,可能会造成通信障碍,解决方案:

                1、构建全连的IBGP对等体关系----这样的方法弊端在于1)、全连建邻会导致资源消耗增加;2)、可能会导致网络的可拓展性降低

                2、路由反射器

                3、联邦