BGP路由原理
- 一、BGP路由属性介绍
- 二、BGP对路由的处理流程
- 三、BGP的路由选择策略
- 四、BGP负载分担时的选路策略
- 五、BGP的路由发布策略
一、BGP路由属性介绍
BGP路由属性是路由信息所携带的一套参数，它呢对特定的路由进行了进一步的描述，表达了每一条路由的各种特性。路由属性是BGP协议区分于其他协议的重要特征，BGP通过比较路由携带的属性来完成路由的选择、过滤和路由环路的避免。
BGP路由属性的特点：完成路由的选择、过滤和避免环路。
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BGP每个属性都有特定的含义，具有不同的用途和灵活的应用，这些属性使得BGP功能十分强大。
所有的BGP路由属性都可以分为4大类。
公认必须遵循的（Well-known mandatory）： 所有BGP路由器都可以识别且必须存在于Update消息中。如缺少这种属性，则路由信息就会出错。
公认任意（Well-known discretionary）： 所有的BGP路由器都可以识别但不要求必须存在于Update消息中，可根据情况选择。
可选过渡（Optional transitive）： 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，但它仍然会接收带有此属性的路由，并通告给其他对等体。
可选非过渡（Optional non-transitive）： 如果BGP路由器不支持此属性，则相应的Update消息会被忽略，且不通告给其他对等体。
目前已定义的BGP属性已有16种，并且支持扩展到256种。。。。这次学完了若干年后，还不会玩BGP了吗。
列举常见的BGP路由属性及类别：（后面有详细的介绍）
Origin（起点属性），属于Well-known mandatory（公认必须遵循的）
AS_Path（AS路径属性），属于Well-known mandatory（公认必须遵循的）
Next_Hop（下一跳属性），属于Well-known mandatory（公认必须遵循的）
初始+经过AS的路径+下一跳，不用想，必须是公认遵循的。。。。
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Local_Pref（通告优先属性）：属于Well-known discretionary（公认任意）
Atomic_Aggregate（通告聚合属性）：属于Well-known discretionary（公认任意）
一个是用来通告路由的优先程度，一个是用来通告该路由是经过聚合的。
都可以识别，可根据情况选择。归属公认任意。
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Aggregator（可选传递属性）：属于Optional transitive（可选过渡）
Community（路由标记属性）：属于Optional transitive（可选过渡）
Multi_Exit_Disc（MED多出口标识符属性）：属于Optional transitive（可选过渡）
Aggregator指明了路由信息何处出现丢失。Community用于简化路由策略的执行。MED用来判断进入该自治系统的最佳路由。可选过渡：在AS之间具有可传递性的属性，路由器可以不支持此属性，但仍然接收并转发。琢磨这三个都是在AS之间传递的属性。便于好记
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Originator_ID（防环属性）：Optional non-transitivev（可选非过渡）
Cluster_List（防环属性）：Optional non-transitivev（可选非过渡）
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二、BGP对路由的处理流程
对于一个BGP路由器来说，其路由的来源主要有两种：从对等体接收和从IGP引入。
BGP发言者从对等体接收到的BGP路由后，其基本过程为：
接收路由过滤与属性设置>路由聚合>路由优选>路由安装>发布策略>发布路由过滤与属性设置。
1、接收路由过滤和属性设置是BGP发言者从对等体接收到路由后的第一步工作。BGP接收到路由后，根据所配置的接收策略对接收到的BGP路由进行匹配与过滤，并对其设置相关的属性。
发言者接收路由后，根据配置的策略对接收的路由进行过滤，并设置相关属性。
2、完成了接收策略的匹配后，如果需要的话，BGP发言者将对路由进行聚合，合并其中的具体路由，以此减少路由表规模。
发言者如有需要，对路由进行聚合。
3、完成具体合并后，BGP将对接收到的路由进行优选，对到达同一目的地址的多条BGP路由，BGP发言者只选择最佳路由给自己使用，并将此最佳的路由安装到IP路由表中，称为有效路由。
发言者完成聚合后，对收到的路由进行选优，安装到路由表。
4、在向BGP对等体发布路由的时候，BGP发言者需要依据一定的发布策略，对已经安装到自己IP路由表的部分有效路由进行发布。
发言者根据发布的策略，发布路由表的有效路由。
5、同时，BGP路由器需要执行发布路由过滤与属性设置，然后将通过过滤的BGP路由发送给自己的BGP对等体。
发言者发布有效路由的同时需要执行过滤和属性设置。
对于IGP路由，则需要先经过引入策略的过滤和属性设置，将IGP路由表中的有效路由引入到BGP路由表中，然后才能进行发布策略过滤与属性设置，并将过滤后的路由发送给自己的BGP对等体。
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三、BGP的路由选择策略
当达到同一目地存在多条路由时，BGP将采取如下策略进行路由选择：
1、BGP优选Preference值较低的本地始发路由。这个优先级是IP路由表中各个协议路由的优先级值。值越小优先级越高。本地始发路由是指BGP通过import命令、Network命令引入的路由或通过Aggregate命令、summary automatic命令聚合生成的路由，是相对于BGP邻居接收的路由而言的。
还是那句话，还是和以前路由协议的优先值顺序类似。BGP不产生路由，所以都是引入路由。
2、如果不同协议的路由的Preference值相同，系统会按照这样的顺序优选一种协议路由，OSPF>IS-IS Level-1>IS-IS Level2>EBGP（包含BGP Aggregate）>Static>RIP>OSPF_ASE>IBGP。由于直连路由的优先级为0，所以在BGP本地始发路由中如果存在直连路由，那么GBP会优先选择直连路由。
3、首先丢弃下一跳（Next_Hop）不可达的路由。
4、无条件优选带Label的IPV4路由。
5、优选协议首选值最高的路由。
6、优选本地优先级最高的路由。
7、优选聚合路由。聚合路由高于非聚合路由。
8、优选AS路径最短的路由。
9、比较Origin属性，依次选择Origin类型为IGP、EGP及Incomplete的路由。
10、优选MED值最低路由。
11、优选EBGP学来的路由（EBGP路由优先级高于IBGP路由）。
12、优选AS内部IGP的Metric最低的路由。如果配置负载分担，并且有多条AS路径完全相同的外部路由，则根据配置的路由条数来选择多条路由进行负载分担。
13、优选Cluster_List最短的路由。
14、优选Originator_ID最小的路由。
15、优选Router ID最小的路由器发布的路由。
16、比较对等体的IP Address，优选从具有较小IP的对等体学来的路由。
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四、BGP负载分担时的选路策略
在BGP中，由于协议的特殊，它产生的路由下一跳地址可能不是当前路由器直接连接的邻居，常见的一个原因是，IBGP之间发布路由信息时不改变下一跳。在这种情况下，为了能让报文正确的转发出去，路由器必须先找到一个直接可达的地址，然后通过这个地址到达路由表中指示的下一跳。在这个过程中，去往直接可达地址的路由被称为依赖路由，BGP路由依赖于这些路由指导报文转发，根据下一跳地址找到依赖路由的过程就是路由迭代。
这里举个路由迭代的例子便于理解上面的话术。
如图：AS100内运行的IGP协议为OSPF，AR1分别与AR2和AR3之间通过loopback0建立IGBP连接。AR2和AR3都从网络中接收到去往10.20.1.0/24的BGP路由。因为AR2的Router-ID较小，所以AR1将优先从AR2学到的去往10.20.1.0/24的路由，原始下一跳为2.2.2.2/32。
正常情况下，AR1会把去往10.20.1.0/24的BGP路由下一跳迭代到去往2.2.2.2/32的IGP路由上，迭代的出接口为G0/0/0，但是当AR2发生故障时，AR1会很快撤销去往2.2.2.2/32的IGP路由，而由于AR1要等到BGP保持时间定时器超时后才能感知到BGP路由的变化，所以在此之前，AR1仍然优选原始下一跳2.2.2.2/32的BGP路由。根据最长匹配原则，AR1会把去往10.20.10.0/24的BGP路由下一跳错误的迭代到去往2.2.2.0/24的直连路由上，迭代出接口为2.2.2.0/24的接口上，从而导致流量丢失。
为了避免上述情况，可以在AR1配置BGP按路由策略迭代下一跳，利用指定的路由策略对迭代结果路由进行限制。在上图，可通过路由策略将迭代结果路由限制为32位掩码的具体路由，不能通过该路由策略过滤的迭代结果将被标识为不可达，这样就能使AR1在AR2发生故障时，快速感知BGP路由的变化，进而重新选择正确的路由即原始下一跳为3.3.3.3/32的BGP路由，防止流量丢失。
BGP的负载分担与IGP的负载分担在实现方法上有所不同：
1、在IGP中，对到达同一目的地址的不同路由，IGP根据本身的路由算法计算路由的度量值（Metric），并在度量值相等的路由之间进行负载分担。
2、BGP由于本身并没有路由算法，不能根据一个明确的度量值决定是否对路由进行负载分担。但BGP有很多路由属性，这些属性在BGP选路策略中的优先顺序是不同的。对BGP负载分担的处理规则是加入到这些选路策略中的，即在所有高优先级路由属性相同的情况下，BGP根据所配置的最大负载分担的路由跳数进行负载分担。
3、BGP只对AS_Path属性完全相同的路由进行负载分担，BGP负载分担特性同样适用于联盟内部的自治系统之间。
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五、BGP的路由发布策略
总结归纳下，在目前的实现种，BGP发布路由时采用如下策略，这些也是BGP设计者在设计BGP协议时的硬性规定。
1、存在多条有效路由时，BGP发言者只将最优路由发布给对等体。
2、BGP发言者只把自己使用的路由发布给对等体。
3、BGP发言者从EBGP获得路由会向它所有的BGP对等体发布（包括EBGP对等体和IBGP对等体）
4、BGP发言者从IBGP获得的路由不向它的IBGP对等体发布。
5、BGP发言者从IBGP获得的路由发布给它的EBGP对等体（在关闭BGP与IGP同步的情况下，IBGP路由被直接发布。在开启同步的情况下，该IBGP路由只有在IGP也发布了这条路由时才会被同步并发送给EBGP对等体。）
6、连接一旦建立，BGP发言者将会把自己所有的BGP路由发布给新对等体。
