BGP基础

BGP的报文

Open报文

• 用于建立BGP连接：建立对等体关系

  • 协商的参数

    • version版本号—现在目前都用v4版本

    • AS号：发送者自己的AS域号

    • Hold Time：发送者自己的holdtime值

      • 用于协商BGP对等体间保持建立关系，发送Keepalive或update等报文的时间间隔。
      • BGP状态机必须收到对等体的Open报文后，对发出的Open报文和收到的做对比，选择较小的时间作为协商结果。默认为180s

    • BGP id：发送者的route-id

Update报文

• 用于通告路由（发布和撤销路由）

  • Unfeasible routes length

    • 值为0的时候，表示没有撤销的路由

  • withdrawn routes

    • 包含要撤销的路由列表，列表中的每个单元包含1字节的Length域和可变长度的prefix域
    • length：待撤销路由的掩码，值为0时，表示匹配所有的路由
    • Prefix：传递的IP地址前缀必须用整字节表示

  • Total Path Attribute Length

    • 标注Path Attributes的长度。值为0时，表示没有路由及其路由属性要通告，（只有发布路由的时候会参与）

  • Path Attributes

    • 包含要更新的路由属性列表，按其类型号从小到达的顺序拍寻，填写更新的路由的所有属性，每一个属性单元包括属性，属性长度，属性值三部分，其编码采用TLV格式

  • Network Layer Reachability Information（NLRI）

    • 包含要更新的地址前缀列表，每一个地址前缀单元由一个LV二元组

Notification报文

• 用于处理BGP进程中的各种错误（差错报文）

keepalive报文

• 用于保持BGP连接（保活报文）

route-refresh报文

• 用于动态请求BGP路由发布者重新发布UPDATE报文，进行路由更新（路由刷新报文）

BGP的状态机

Idle

• 开始准备TCP连接并监视远程对等体，启用BGP时，要准备足够的资源（初始化状态）

  • 在Idle状态下，BGP拒绝对等体发送的连接请求，只有收到本设备的Start事件后，BGP才开始尝试和其他BGP对等体进行TCP连接，并转至Connect状态

    • start事件是由一个操作者配置一个BGP过程，或者重置一个已经存在的过程或者路由器软件重置BGP过程引起
    • 在任何状态中收到Notification报文或TCP拆链通知等通知等Error事件后，BGP都会转至Idle状态

Connect

• 正在进行TCP连接，等待完成中，认证都是在TCP建立期间完成的。如果TCP连接建立失败则进入Active状态，反复尝试连接（BGP启动连接重传定时器32s，等待TCP完成连接）

  • 如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送Open报文，并转至OpenSent状态
  • 如果TCP连接失败，那么BGP转至Active状态
  • 如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP继续尝试和其他BGP对等体进行TCP，连接，停留在Connect状态

Acive

• TCP连接没建立成功，反复尝试TCP连接

  • 如果TCP连接建立成功，那么BGP向对等体发送Open报文，关闭重传定时器，并转至OpenSent状态
  • 如果TCP连接失败，那么BGP停留在Active状态
  • 如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP转至Connect状态

OpenSent

• TCP连接已经建立成功，开始发送Open包，Open包携带参数协商对等体的建立

  • 在这个状态下，BGP等待对等体的Open报文，并对收到的Open报文中的AS号、版本号、认证码等进行检查

    • 如果收到Open报文正确，那么BGP发送Keepalive报文，并转至OpenConfirm状态
    • 如果发现收到的Open报文有错误，那么BGP发送Notification报文给对等体，并转至Idle状态

OpenConfirm

• 参数、能力特性协商成功，自己发送Keepalive包，等待对方的Keepalive包

  • 在该状态下，BGP等待Keepalive或者Notification报文

    • 如果收到Keepalive报文，则转至Established状态
    • 如果收到Notification报文，则转至Idle状态

Established

• 已经收到对方的Keepalive包，双方能力特性经协商发现一致，开始使用Update通告路由信息

  • 在该状态下，BGP可以和对等体交换Update、keepalive、Route-refresh报文和Notification报文

    • 如果收到正确的Update或Keepalive报文，那么BGP就认为对端处于正常运行状态，将保持BGP连接
    • 如果收到错误的Update和Keepalive报文，那么BGP发送Notification报文通知对端，并转至Idle状态
    • Route-refresh报文不会改变BGP状态
    • 如果收到Notification报文，那么BGP转至Idle状态
    • 如果收到TCP拆链通知，那么BGP断开连接，转至Idle状态

四大通告原则

只发布最优且有效路由

从EBGP对等体获取的路由，会发布给所有对等体

IBGP水平分割：从IBGP对等体获取的路由，不会发送给IBGP对等体

BGP与IBGP同步

• 从IBGP学到的路由是否通告该EBGP对等体，取决于BGP与IBGP是否同步，BGP与IBGP同步检测机制默认关闭（思科可以手动开启，华为永不开启）

  • 开启的时候

    • BGP与IBGP未同步，从IBGP学到的路由不会通告给EBGP
    • 如果BGP与IBGP同步了，从IBGP学到的路由才会通告给EBGP

  • 关闭的时候

    • 无论是否同步，都会通告给EBGP对等体

    • 可能会造成路由黑洞

      • 路由黑洞的产生

        • 由于BGP可以跨跳建立对等体关系，导致中间设备没有运行BGP，数据到了中间设备，因为没有路由而被丢弃

      • 解决路由黑洞的方法

        • IBGP全互联（full-mesh）【不建议使用】
        • 物理连接
        • MPLS
        • 隧道
        • 将BGP引入IBGP，搭配路由策略