什么是BGP

BGP报文中的角色

Speaker：发送BGP报文的路由设备称为BGP发言者（Speaker），它接收或产生新的路由信息，并发布（Advertise）给其它BGP Speaker。当BGP Speaker收到来自其它AS的新路由时，如果该路由比当前已知路由更优、或者当前还没有该路由，它就把这条路由发布给所有其他BGP Speaker（发布该路由的BGP Speaker除外）。

Peer：相互交换报文的BGP Speaker之间互称对等体（Peer）。

BGP的报文

BGP的运行是通过报文驱动的，共有Open、Update、Notification、Keepalive和Route-refresh五种报文类型。

• Open报文：是TCP连接建立后发送的第一个报文，用于建立BGP对等体之间的连接关系。对等体在接收到Open报文并协商成功后，将发送Keepalive报文确认并保持连接的有效性。确认后，对等体间可以进行Update、Notification、Keepalive和Route-refresh报文的交换。

• Update报文：用于在对等体之间交换路由信息。Update报文可以发布多条属性相同的可达路由信息，也可以撤销多条不可达路由信息。

• Notification报文：当BGP检测到错误状态时，就向对等体发出Notification报文，之后BGP连接会立即中断。

• Keepalive报文：BGP会周期性地向对等体发出Keepalive报文，用来保持连接的有效性。

• Route-refresh报文：Route-refresh报文用来请求对等体重新发送所有的可达路由信息。

BGP处理过程

因为BGP的传输层协议是TCP协议，所以在BGP对等体建立之前，对等体之间首先进行TCP连接。BGP邻居间会通过Open报文协商相关参数，建立起BGP对等体关系。建立连接后，BGP邻居之间交换整个BGP路由表。BGP会发送Keepalive报文来维持邻居间的BGP连接，BGP协议不会定期更新路由表，但当BGP路由发生变化时，会通过Update报文增量地更新路由表。当BGP检测到网络中的错误状态时（例如收到错误报文时），BGP会发送Notification报文进行报错，BGP连接会随即中断。示意图见图1 邻居建立过程图。

邻居建立过程图

BGP有限状态机

BGP有限状态机共有六种状态，分别是Idle、Connect、Active、Open-Sent、Open-Confirm和Established。

在BGP对等体建立的过程中，通常可见的三个状态是：Idle、Active、Established。

• Idle状态下，BGP拒绝任何进入的连接请求，是BGP初始状态。

• Connect状态下，BGP等待TCP连接的建立完成后再决定后续操作。

• Active状态下，BGP将尝试进行TCP连接的建立，是BGP的中间状态。

• Open-Sent状态下，BGP等待对等体的Open报文。

• Open-Confirm状态下，BGP等待一个Notification报文或Keepalive报文。

• Established状态下，BGP对等体间可以交换Update报文、Route-refresh报文、Keepalive报文和Notification报文。

BGP对等体双方的状态必须都为Established，BGP邻居关系才能成立，双方通过Update报文交换路由信息。

BGP属性

BGP路由属性是一套参数，它对特定的路由进一步的描述，使得BGP能够对路由进行过滤和选择。事实上，所有的BGP路由属性都可以分为以下4类：

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

• 公认任意（Well-known discretionary）：所有BGP设备都可以识别，但不要求必须存在于Update报文中，可以根据具体情况来选择。

• 可选过渡（Optional transitive）：在AS之间具有可传递性的属性。BGP设备可以不支持此属性，但它仍然会接收这类属性，并通告给其他对等体。

• 可选非过渡（Optional non-transitive）：如果BGP设备不支持此属性，则相应的这类属性会被忽略，且不会通告给其他对等体。

下面介绍几种常用的BGP路由属性：

• Origin属性，属于公认必须遵循属性，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，包含IGP、EGP和Incomplete三种类型。

• AS_Path属性，属于公认必须遵循属性，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。

• Next_Hop属性，属于公认必须遵循属性。

• MED，属于可选非过渡属性，MED（Multi-Exit-Discriminator）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。

• Local_Pref属性，属于公认任意属性，仅在IBGP对等体之间有效，不通告给其他AS，用于表明路由设备的BGP优先级。

路由引入

BGP协议自身不能发现路由，所以需要引入其他协议的路由（如IGP或者静态路由等）注入到BGP路由表中，从而将这些路由在AS之内和AS之间传播。

BGP引入路由时支持Import和Network两种方式：Import方式是按协议类型，将RIP路由、OSPF路由、IS-IS路由、静态路由和直连路由等某一协议的路由注入到BGP路由表中；Network方式比Import方式更精确，将指定前缀和掩码的一条路由注入到BGP路由表中。

路由选择

当到达同一目的地存在多条路由时，BGP采取路由选择策略进行路由选择，例如优选没有迭代到Graceful Down（该SRv6 TE-Policy处于延迟删除状态）的SRv6 TE-Policy的路由、在与RPKI（Resource Public Key Infrastructure）服务器进行连接的情景中，应用起源AS验证结果后的BGP路由优先级顺序为Valid > NotFound > Invalid、优选没有误码的路由等。

路由聚合

在大规模的网络中，BGP路由表十分庞大，使用路由聚合（Routes Aggregation）可以大大减小路由表的规模。

路由聚合实际上是将多条路由合并的过程。这样BGP在向对等体通告路由时，可以只通告聚合后的路由，而不是通告所有的具体路由。

IPv4支持自动聚合和手动聚合两种方式，而IPv6仅支持手动聚合。

BGP发布路由