BGP路由协议概解....

1.AS(autonomous system)自治系统（BGP一个路由器只能处于一个AS）

AS是指在一个实体管辖下的拥有相同选路策略的IP网络。BGP网络中的每个AS都被分配一个唯一的AS号，用于区分不同的AS。AS号分为2字节AS号和4字节AS号，其中2字节AS号的范围为1至65535，4字节AS号的范围为1至4294967295。支持4字节AS号的设备能够与支持2字节AS号的设备兼容。

IGP:内部网关路由选择协议：RIP、OSPF、ISIS，

EGP:外部网关路由选择协议

BGP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，并选择最佳路由的距离矢量路由协议。

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。

优点

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：

• BGP采用认证和GTSM的方式，保证了网络的安全性。

• BGP提供了丰富的路由策略，能够灵活的进行路由选路，并且能指导邻居按策略发布路由。

• 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。

• 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、BGP Tracking和BGP GR和NSR，提高了网络的可靠性。

• 在邻居数目多、路由量大且大部分邻居具有相同出口策略的场景下，BGP使用按组打包技术极大的提高了BGP打包发包性能。

2.BGP特点：

BGP可以跨越多跳路由器建立邻居关系（基于TCP）。可以在BGP路由中携带丰富的属性值。

3.BGP建立邻居关系

单播建邻居，TCP 179端口

BGP工作在OSI 4层

RIP UDP 520端口工作在4层

OSPF IP 89端口工作在3层

ISIS组播mac工作在2层

4.BGP邻居关系

EBGP：运行于不同AS之间的BGP称为EBGP。为了防止AS间产生环路，当BGP设备接收EBGP对等体发送的路由时，会将带有本地AS号的路由丢弃。

IBGP：运行于同一AS内部的BGP称为IBGP。为了防止AS内产生环路，BGP设备不将从IBGP对等体学到的路由通告给其他IBGP对等体，并与所有IBGP对等体建立全连接。为了解决IBGP对等体的连接数量太多的问题，BGP设计了路由反射器和BGP联盟。

BGP必须手动建立邻居。

BGP配置：

EBGP建立邻居关系一般使用直连接口建邻居（优先级255）

IBGP建立邻居关系一般使用环回接口建邻居(提高会话可靠性)；（优先级255）

BGP报文交互中角色：speaker、peer

BGP的路由器号（Router ID）

Router ID是一个用于标识BGP设备的32位值，通常是IPv4地址的形式，在BGP会话建立时发送的Open报文中携带。对等体之间建立BGP会话时，每个BGP设备都必须有唯一的Router ID，否则对等体之间不能建立BGP连接。

Router ID在BGP网络中必须是唯一的，可以采用手工配置，也可以让设备自动选取。缺省情况下，BGP选择设备上的Loopback接口的IPv4地址作为BGP的Router ID。如果设备上没有配置Loopback接口，系统会选择接口中最大的IPv4地址作为BGP的Router ID。一旦选出Router ID，除非发生接口地址删除等事件，否则即使配置了更大的地址，也保持原来的Router ID。

5.BGP报文类型

6.BGP的邻居建立过程

7.BGP引入IGP路由

BGP协议本身不发现路由，因此需要将其他路由引入到BGP路由表，实现AS间的路由互通。当一个AS需要将路由发布给其他AS时，AS边缘路由器会在BGP路由表中引入IGP的路由。为了更好的规划网络，BGP在引入IGP的路由时，可以使用路由策略进行路由过滤和路由属性设置，也可以设置MED值指导EBGP对等体判断流量进入AS时选路。

8.BGP对等体之间的交互原则

BGP设备将最优路由加入BGP路由表，形成BGP路由。BGP设备与对等体建立邻居关系后，采取以下交互原则：

从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体。

从EBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备发布给它所有EBGP和IBGP对等体。

当存在多条到达同一目的地址的有效路由时，BGP设备只将最优路由发布给对等体。

路由更新时，BGP设备只发送更新的BGP路由。

所有对等体发送的路由，BGP设备都会接收。

路由黑洞解决办法：

1.运营商核心网MPLS LDP，完美的解决方案。

BGP使用认证和通用TTL安全保护机制GTSM（Generalized TTL Security Mechanism）两个方法保证BGP对等体间的交互安全。

BGP安全性

BGP使用认证和通用TTL安全保护机制GTSM（Generalized TTL Security Mechanism）两个方法保证BGP对等体间的交互安全。

BGP认证

BGP认证分为MD5认证和Keychain认证，对BGP对等体关系进行认证是提高安全性的有效手段。MD5认证只能为TCP连接设置认证密码，而Keychain认证除了可以为TCP连接设置认证密码外，还可以对BGP协议报文进行认证。

BGP GTSM

BGP GTSM检测IP报文头中的TTL（time-to-live）值是否在一个预先设置好的特定范围内，并对不符合TTL值范围的报文进行允许通过或丢弃的操作，从而实现了保护IP层以上业务，增强系统安全性的目的。

例如将IBGP对等体的报文的TTL的范围设为254至255。当攻击者模拟合法的BGP协议报文，对设备不断的发送报文进行攻击时，TTL值必然小于254。如果没有使能BGP GTSM功能，设备收到这些报文后，发现是发送给本机的报文，会直接上送控制层面处理。这时将会因为控制层面处理大量攻击报文，导致设备CPU占用率高，系统异常繁忙。如果使能BGP GTSM功能，系统会对所有BGP报文的TTL值进行检查，丢弃TTL值小于254的攻击报文，从而避免了因网络攻击报文导致CPU占用率高的问题。

12.BGP属性

公认必遵：rigin、as_path、next_hop

• 公认必须遵循（Well-known mandatory）：所有BGP设备都可以识别此类属性，且必须存在于Update报文中。如果缺少这类属性，路由信息就会出错。

所有BGP路由器必须识别，且必须存在于Update消息中。

缺少这种属性路由信息会出错。

公认任意：local pref、atmoic aggregate

• 公认任意（Well-known discretionary）：所有BGP设备都可以识别此类属性，但不要求必须存在于Update报文中，即就算缺少这类属性，路由信息也不会出错。

可选过渡：aggregator、community

在BGP对等体之间具有可传递性的属性

BGP路由器可以不支持此属性，但它仍然会接收这类属性，并传递给其他对等体 (不认识，也可以传)

可选非过渡：MED

• 可选非过渡（Optional non-transitive）：BGP设备可以不识别此类属性，如果BGP设备不识别此类属性，则会被忽略该属性，且不会通告给其他对等体。

在BGP路由表中，到达同一目的地可能存在多条路由。此时BGP会选择其中一条路由作为最佳路由，并只把此路由发送给其对等体。BGP为了选出最佳路由，会根据BGP的路由优选规则依次比较这些路由的BGP属性。

下面介绍几种常用的BGP路由属性：

• Origin属性

Origin属性用来定义路径信息的来源，标记一条路由是怎么成为BGP路由的。它有以下3种类型：

IGP：具有最高的优先级。通过network命令注入到BGP路由表的路由，其Origin属性为IGP。

EGP：优先级次之。通过EGP得到的路由信息，其Origin属性为EGP。

Incomplete：优先级最低。通过其他方式学习到的路由信息。比如BGP通过import-route命令引入的路由，其Origin属性为Incomplete。

• AS_Path属性

AS_Path属性按矢量顺序记录了某条路由从本地到目的地址所要经过的所有AS编号。在接收路由时，设备如果发现AS_Path列表中有本AS号，则不接收该路由，从而避免了AS间的路由环路。

当BGP Speaker传播自身引入的路由时：

o 当BGP Speaker将这条路由通告到EBGP对等体时，便会在Update报文中创建一个携带本地AS号的AS_Path列表。

o 当BGP Speaker将这条路由通告给IBGP对等体时，便会在Update报文中创建一个空的AS_Path列表。

当BGP Speaker传播从其他BGP Speaker的Update报文中学习到的路由时：

o 当BGP Speaker将这条路由通告给EBGP对等体时，便会把本地AS编号添加在AS_Path列表的最前面（最左面）。收到此路由的BGP设备根据AS_Path属性就可以知道去目的地址所要经过的AS。离本地AS最近的相邻AS号排在前面，其他AS号按顺序依次排列。

o 当BGP Speaker将这条路由通告给IBGP对等体时，不会改变这条路由相关的AS_Path属性。

• Next_Hop属性

Next_Hop属性记录了路由的下一跳信息。BGP的下一跳属性和IGP的有所不同，不一定就是邻居设备的IP地址。通常情况下，Next_Hop属性遵循下面的规则：

o BGP Speaker在向EBGP对等体发布某条路由时，会把该路由信息的下一跳属性设置为本地与对端建立BGP邻居关系的接口地址。

o BGP Speaker将本地始发路由发布给IBGP对等体时，会把该路由信息的下一跳属性设置为本地与对端建立BGP邻居关系的接口地址。

o BGP Speaker在向IBGP对等体发布从EBGP对等体学来的路由时，并不改变该路由信息的下一跳属性。

• Local_Pref属性

Local_Pref属性表明路由器的BGP优先级，用于判断流量离开AS时的最佳路由。当BGP的设备通过不同的IBGP对等体得到目的地址相同但下一跳不同的多条路由时，将优先选择Local_Pref属性值较高的路由。Local_Pref属性仅在IBGP对等体之间有效，不通告给其他AS。Local_Pref属性可以手动配置，如果路由没有配置Local_Pref属性，BGP选路时将该路由的Local_Pref值按缺省值100来处理。

• MED属性

MED（Multi-Exit Discriminator）属性用于判断流量进入AS时的最佳路由，当一个运行BGP的设备通过不同的EBGP对等体得到目的地址相同但下一跳不同的多条路由时，在其它条件相同的情况下，将优先选择MED值较小者作为最佳路由。

MED属性仅在相邻两个AS之间传递，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。MED属性可以手动配置，如果路由没有配置MED属性，BGP选路时将该路由的MED值按缺省值0来处理。

• 团体属性

团体属性（Community）用于标识具有相同特征的BGP路由，使路由策略的应用更加灵活，同时降低了维护管理的难度。

团体属性分为自定义团体属性和公认团体属性。公认团体属性如表所示。

表 公认团体属性

BGP选路13条：

当到达同一目的地存在多条路由时，BGP依照如下策略顺序进行路由选择：

如果此路由的下一跳不可达,忽略此路由

优选协议首选值（PrefVal）最高的路由（私有属性,仅本地有效,默认0，华为特有）

优选本地优先级（Local_Pref）最高的路由（默认100）

路由生成方式:Aggregate>summary automatic>Network>import>从对等体学到的)

BGP优选AIGP较小的路由(AIGP属性是一种新的BGP路由属性 )

AS路径（AS_Path）最短的路由

比较Origin code，IGP>EGP>incomplete。

优选MED值最小的路由(默认0,越小越优先)

优选从EBGP邻居学来的路由（EBGP>IBGP）

BGP优选达到下一跳IGP Cost较小的路由.

以上全部相同,则为等价路由，可以负载分担

注:AS-PATH必须一致, 当负载分担时,以下3条无效

优选Cluster_List长度最短的路由

Originator_ID最小的路由

优选Router ID最小的路由器发布的路由

优选从具有较小IP地址的对等体学来的路由。

BGP路由聚合

好处：1.减少路由表大小。2.减小网络震荡

聚合方法：

1.静态聚合

路由器通过路由聚合屏蔽明细路由，只将一条聚合后的路由10.1.8.0/22发布给AS200内的RTB。

2.自动聚合

自动聚合只对引入BGP的路由进行聚合，聚合到自然网段后发送给邻居。Summar automatic

自动聚合只能聚合import的路由。 （带来环路）

3.手动聚合

手动聚合既能聚合network的路由，又能聚合import的路由。（最好）

路由聚合带来的问题-潜在环路

解决方法：当发生聚合后，如果需要聚合路由携带所有明细路由经过的AS号来防止环路，则在配置聚合的命令后添加AS-SET参数。

路由反射器

路由反射器RR（Route Reflector）：允许把从IBGP对等体学到的路由反射到其他IBGP对等体的BGP设备，类似OSPF网络中的DR。

客户机（Client）：与RR形成反射邻居关系的IBGP设备。在AS内部客户机只需要与RR直连。

非客户机（Non-Client）：既不是RR也不是客户机的IBGP设备。在AS内部非客户机与RR之间，以及所有的非客户机之间仍然必须建立全连接关系。

始发者（Originator）：在AS内部始发路由的设备。Originator_ID属性用于防止集群内产生路由环路。

集群（Cluster）：路由反射器及其客户机的集合。Cluster_List属性用于防止集群间产生路由环路。

原理

同一集群内的客户机只需要与该集群的RR直接交换路由信息，因此客户机只需要与RR之间建立IBGP连接，不需要与其他客户机建立IBGP连接，从而减少了IBGP连接数量。

RR向IBGP邻居发布路由规则如下：

从非客户机学到的路由，发布给所有客户机。

从客户机学到的路由，发布给所有非客户机和客户机（发起此路由的客户机除外）。

从EBGP对等体学到的路由，发布给所有的非客户机和客户机。

Cluster_List属性

路由反射器和它的客户机组成一个集群（Cluster），使用AS内唯一的Cluster ID作为标识。为了防止集群间产生路由环路，路由反射器使用Cluster_List属性，记录路由经过的所有集群的Cluster ID。

当一条路由第一次被RR反射的时候，RR会把本地Cluster ID添加到Cluster List的前面。如果没有Cluster_List属性，RR就创建一个。

当RR接收到一条更新路由时，RR会检查Cluster List。如果Cluster List中已经有本地Cluster ID，丢弃该路由；如果没有本地Cluster ID，将其加入Cluster List，然后反射该更新路由。

Originator_ID属性

Originator ID由RR产生，使用的Router ID的值标识路由的始发者，用于防止集群内产生路由环路。

当一条路由第一次被RR反射的时候，RR将Originator_ID属性加入这条路由，标识这条路由的发起设备。如果一条路由中已经存在了Originator_ID属性，则RR将不会创建新的Originator_ID属性。

当设备接收到这条路由的时候，将比较收到的Originator ID和本地的Router ID，如果两个ID相同，则不接收此路由。

备份路由反射器

为增加网络的可靠性，防止单点故障对网络造成影响，有时需要在一个集群中配置一个以上的RR。由于RR打破了从IBGP对等体收到的路由不能传递给其他IBGP对等体的限制，所以同一集群内的RR之间中可能存在环路。这时，该集群中的所有RR必须使用相同的Cluster ID，以避免RR之间的路由环路。

联盟（Confederation）

联盟将一个AS划分为若干个子AS。每个子AS内部建立IBGP全连接关系，子AS之间建立联盟EBGP连接关系，但联盟外部AS仍认为联盟是一个AS。配置联盟后，原AS号将作为每个路由器的联盟ID。这样有两个好处：一是可以保留原有的IBGP属性，包括Local Preference属性、MED属性和NEXT_HOP属性等；二是联盟相关的属性在传出联盟时会自动被删除，即管理员无需在联盟的出口处配置过滤子AS号等信息的操作。

楼主分享的案例很实用，具有典型性，希望有更多这样的干货供我们学习参考，非常感谢！

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