BGP培训教材

BGP用户培训材料 AS -- Autonomous System 使用相同路由管理策略的区域 BGP -- Border Gateway Protocol Defined in RFC 1771 CIDR -- Classless Interdomain Routing 无类型的域间选路 EGP -- Exterior Gateway Protocol Defined in RFC 904 IGP -- Internal Gateway Protocol AS内部的路由协议 EGP -- External Gateway Protocol AS外部的路由协议，对应于IGP 一、概述

BGP是一种自治系统间的动态路由发现协议，它的基本功能是在自治系统间自动交换无环路的路由信息。与OSPF和RIP等在自治区域内部运行的协议对应，BGP是一类EGP(Edge Gateway Protocol)协议，而OSPF和RIP等为IGP(Interior Gateway Protocol)协议。 BGP是在EGP应用的基础上发展起来的。EGP在此以前已经作为自治区域间的路由发现协议，广泛应用于NFSNET等主干网络上。但是，EGP被路由环路问题所困扰。BGP通过在路由信息中增加自治区域(AS)路径的属性，来构造自治区域的拓扑图，从而消除路由环路并实施用户配置的策略。同时，随着INTERNET的飞速发展，路由表的体积也迅速增加，自治区域间路由信息的交换量越来越大，都影响了网络的性能。BGP支持无类型的区域间路由CIDR(Classless Interdomain Routing)，可以有效的减少日益增大的路由表。 BGP运行时刻分别与本自治区域外和区域内的BGP伙伴建立连接(使用Socket)。与区域内伙伴的连接称为IBGP(Internal BGP)连接，与自治区域外的BGP伙伴的连接称为EBGP(External BGP)连接。本地的BGP协议对IBGP和EBGP伙伴使用不同的机制处理。 二、BGP协议分析

1、BGP协议的层次位置 BGP，OSPF，RIP，TELNET，SNMP SOCKET TCP，UDP IP，IPX PPP，X.25等 操作系统 硬件接口及驱动

BGP使用Socket服务建立连接，端口号为179。 2、BGP的消息结构 BGP有4种类型的消息。分别为OPEN，UPDATE，KEEPALIVE和NOTIFY。它们有相同的消息头。

⑵OPEN消息结构： 消息头加如下结构 ： Version ：(1字节) 发送端BGP版本号 My Autonomous System ：(2字节无符号整数) 本地AS号 Hold Time ：(2字节无符号整数) 发端建议的保持时间 BGP Identifier ：(4字节) 发端的路由器标识符 OptParmLen ：(1字节) 可选的参数的长度 Optional Parameters ：(变长) 可选的参数

⑶KEEPALIVE消息结构 KEEPALIVE消息只有一个消息头。

⑷NOTIFY消息结构 消息头加如下结构： 0 1 2 3

4 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 Errorcode Errsubcode Data

Errorcode ：(1字节) 错误代码 错误代码 错误类型 1 消息头错 2 OPEN消息错 3 UPDATE消息错 4 保持时间超时 5 状态机错 6 退出

Errsubcode ：(1字节) 辅助错误代码，略。 Data ：(变长) 依赖于不同的错误代码和辅助错误代码。用于诊断错误原因。

⑸UPDATE消息结构 Unfeasible Routes Len ：(2字节无符号整数) 不可达路由长度 Withdrawn Routes ：(变长) 退出路由 Path Attribute Len ：(2字节无符号整数) 路径属性长 Path Attributes ：(变长) 路径属性(以下详细说明) Network Layer Reachability Information ：(变长) 网络可达信息(信宿)

其中退出路由和信宿地址的表示方法为一 的二元组。length一个字节，指示地址前缀的长度。prefix为地址前缀，长度1至4字节。

3、BGP协议路由属性的应用 路由是用信宿地址来标识的。路由的属性即UPDATE消息中的路由属性部分，是用来帮助BGP进行路由选择的。它们在本地BGP选择路由时有不同的作用。当BGP通过不同的路由源收到了相同信宿地址的路由时，需要进行路由选择。

(1)ORIGIN起点属性 起点属性表示路由相对于发出它的自治系统的路由更新起点。 －IGP BGP把聚合路由和用network定义的路由看成是AS内部的，起点类型设置为IGP。 －EGP BGP把通过EGP得到的路由的起点设置为EGP。 －INCOMPLETE BGP把通过其它IGP协议引入的路由的起点设置为INCOMPLETE。这是因为引入的路由可能从任何地方来，如OSPF的ASE路由。

BGP在其它因素相同的情况下，按IGP，EGP，INCOMPLETE的顺序选择路由，因为IGP路由的位置更确定，EGP次之，而INCOMPLETE则很不确定。

(2)AS路径属性 路由的AS路径属性记录了此路由所穿过的所有AS区域，它可以避免路由环路的出现，即当BGP把一条路由通告给一个此路由曾穿越过的AS自治区域时，此AS又把这条路由当作新路由来处理了，这也正是困扰EGP问题。 在加入了AS路径属性后，BGP可以根据AS路径属性中的信息来消除路由环路。BGP不会接受AS路径属性中包含了本AS自治区域号的路由，因为此路由已经被本自治区域处理过了，从而避免了生成路由环路的可能。为此，BGP在向EBGP对端，即向本AS外部通告一条路由时，要把本AS自治区域的AS号加入的AS路径属性中，以记录此路由通过的AS区域信息。 同时，AS路径属性也在影响路由选择。显然，在其它因素相同的情况下，应该选择AS路径较短的路由，因为它穿过了较少的自治区域。这一点并不一定精确，因为穿过了的3个由高速网络构成的AS区域的路由，有可能比穿过了2个低速网络的AS区域的路由更好。这种情况要求恰当的配置，以在其它的因素中影响路由的选择。 协议不可能自动完成一切，有经验的工程师的合理的配置对优化网络更重要。 在AS路径属性中，AS_SEQUENCE属性的AS路径值表示此AS路径是有顺序关系的。通过它可以在本生成AS自治区域的拓扑结构图。当路由被发送到AS自治区域外时，一般要把本区域AS号加入到AS_SEQUENCE序列后。AS_SET属性是用于路由聚合的，它的AS路径信息无顺序关系，无法生成拓扑结构图，但用于检测AS路由环路是足够用的。

(3)NEXTHOP下一跳属性 对于EBGP，下一跳属性是本地BGP与对端连接的端口地址。如上图，RTC向RTA通过EBGP通告路由170.10.0.0时，下一跳属性为170.10.20.2；RTA向RTC通告150.10.0.0的路由时，下一跳为170.10.20.1。 对于IBGP，本地BGP将从EBGP得到的路由的下一跳属性，直接注入IBGP的UPDATE路由更新消息。上图中，RTA通过IBGP向RTB通告路由170.10.0.0时，下一跳仍然为EBGP中的170.10.20.2，而不是150.10.30.1。对于RTB，此下一跳信息最终应该通过IGP得到。 对于可以多路访问的网络，下一跳情况有所不同。

在上图中，RTA和RTC运行BGP，AS300中IGP为OSPF。OSPF通告RTC通过下一跳170.10.20.3可以到达网络180.20.0.0。RTC在通过EBGP通告RTA路由180.20.0.0时，发现本地端口170.10.20.2和此路由的下一跳170.10.20.3为同一共享子网，因此使用170.10.20.3作为EBGP通告路由的下一跳，而非170.10.20.2。 这种情况，对于NBMA非广播多点可达网络不适用。 将以太网替换为FrameRelay桢中继网和其它NBMA网络，箭头指示方向有PVC永久虚电路。此时，RTC也发送下一跳为170.10.20.3的180.20.0.0路由给RTA，就会出现问题：RTA到RTD无可达链路！ 为了避免此问题，请使用Next-hop-self命令，强制RTA将路由180.20.0.0的下一跳设置为本地BGP端口地址170.10.20.2。

(4)MED属性 MULTI_EXIT_DISCRIMINATOR就是一条路由的Metric。当某AS自治区域有多个人口点时，此属性用来帮助选择一个较好的人口点。即，选择MED较小的人口点。

如上图，网络路由180.10.0.0从RTC、RTD和RTB出发，通过EBGP通告给RTA。其中RTC的MED为120，RTD的MED为200，RTB的MED为50。缺省情况下，BGP只比较同一AS区域发送的MED，这是因为不同AS自治区域的度量Metric的方法可能不同，只有相同AS区域的Metric才有可比性。因此RTA选择MED较小的RTC发送的路由，将2.2.2.1作为路由180.10.0.0的下一跳(RTB的MED更小，但AS路径较长)。MED属性不会通过AS区域传播，因此，RTA发送路由180.10.0.0时的MED设置为其缺省的0。