「长文」：BGP协议详解（理论篇）
网络攻城师2019-07-21 17:54
一、 概述
BGP是自治系统路由协议，用于AS间交换路由信息，目前广为使用的是BGP-4，支持CIDR，BGP协议使用TCP179端口传输。同一AS的路由之间传输的协议称为IBGP，不同AS的路由之间传输的协议称为EBGP，BGP采用增量更新策略，不会定期同步路由。
二、 概念介绍
自治系统（autonomous system），一段互联网IP地址的管理者，或者称ISP（互联网服务提供者）。自治系统内，管理者可以自主决定路由的所有操作，自治系统之间的访问，通过BGP等外部路由协议交换信息。提供互联网服务的ISP必须经过注册并分配AS号，该AS号全网唯一，中国的AS号管理者是中国互联网络信息中心（cnnic）。
对等体（peer），BGP连接是一对一连接，建立BGP连接的双方称为对等体，对等体通过AS号进行识别，相同AS号的称内部对等体，使用IBGP协议，不同AS号的称外部对等体，使用EBGP。
三、 消息类型
BGP主要支持5种消息类型：
建立OPEN消息
当TCP连接建立后，双方发送OPEN消息，如果OPEN消息可以接受，则发送KEEPALIVE消息确认回复。
BGP协议OPEN消息OPEN消息中的主要字段有：
版本号（version），当前为4；
自治系统号（My Autonomous System），用于区分同一AS还是不同AS；
保持时间（Hold Time），双方协商保持时间，如果两方不一致，取较小的时间，在保持时间内，如果没有收到KEEPALIVE消息或UPDATE消息，则认为BGP连接中断；
识别号（BGP Identifier），类似于路由器识别号，用于区别路由器，建议使用路由器loopback地址。
更新UPDATE消息
用于在对等体之间传递路由信息，该消息可以检测路由环路。UPDATE消息可以包含以下几部分：
BGP协议update消息撤销路由（withdrawn routes），需要撤销的路由条目；
路径属性（path attributes），详细介绍见下一章，由属性类型（attribute type）、属性长度（attribute length）、属性值（attribute value）三项组成。
属性类型（attribute type）共2字节，第1个字节为标志位（flags），第2个字节为代号位（code），BGP通过多种属性，表示传递的不同信息。
路径属性类型标志位用于区分类型，主要有公认强制属性、公认非强制属性、可选传递属性、可选非传递属性。
代号位用于标记信息的类型，主要类型有ORIGIN、AS_PATH、NEXT_HOP等。
网络层可达信息（NLRI，network layer reachability information），携带所有路由可达的目的前缀的信息。
通告NOTIFICATION消息
当BGP协议检测到错误时，发送此消息，此消息发送时，BGP连接立即中断。
通告消息格式错误代码含义：
保持连接KEEPALIVE消息
建立BGP连接的对等体必须定期发送KEEPALIVE消息，发送周期为双方协商的Hold Timer的1/3，最快发送频率不能小于1秒。
路由刷新ROUTE-REFRESH消息
用于BGP对等体重新发送指定的路由信息。
四、 路径属性（path attributes）
路径属性主要有4种类型：公认强制属性（Well-known mandatory）、公认非强制属性（Well-known discretionary）、可选传递属性（Optional transitive）、可选非传递属性（Optional non-transitive）。
公认属性所有BGP路由器必须支持。强制属性表示携带有路由信息（NLRI）的更新update消息必须同时包含的属性。非强制属性表示在更新update消息中根据情况使用。
起源origin
由路由发送者标记携带的NLRI路由信息的初始属性，中间路由器不能进行更改。
0表示IGP，NLRI由内部AS产生；
1表示EGP，NLRI通过EGP学习；
2表示INCOMPLETE，NLRI通过其他方式学习。
AS路径AS_PATH
记录NLRI路由信息经过的所有AS路由。
当路由发送者向内部对等体发送时，AS_PATH无需更改；
当向外部对等体发送时，发送者将自己的AS号加入AS_PATH中。
AS_PATH可以用于检测路由环路，当接收到的信息中含有自己AS号时，BGP路由器默认应该忽略该路由信息。
下一跳NEXT_HOP
指示携带的NLRI路由信息的下一跳。
五、 选路策略
BGP协议主要是用于传递路由信息，在将BGP路由引入本地路由表前，根据如下步骤确定路由：
1、根据预定策略计算路由优先级（多根据路由器默认设定，或自定义规则）；
2、路由选择：
2.1、排除下一跳不可达路由；
2.2、排除AS_PATH出现环路的路由；
2.3.1、到同一目的的路由，选择优先级最高的；
2.3.2、到目的只有一条路由的，选择此路由；
2.3.3、到同一目的有多条相同优先级的路由，按照下述顺序选择：
2.3.3.1、AS_PATH中AS最少的优先；
2.3.3.2、ORIGIN序号小的优先，即按照IGP、EGP、INCOMPLETE顺序；
2.3.3.3、MED小的优先；
2.3.3.4、从EBGP收到的优先于从IBGP收到的；
2.3.3.5、到下一跳metric最小的优先；
2.3.3.6、BGP识别号小的优先；
2.3.3.7、对等体IP小的优先；
BGP协议详解百家号独家
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