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网络层7——外部网关协议BGP

article 2024/11/17 18:17:37

首先我们来搞清楚一个问题：
那就是为什么要分内部和外部协议？
直接搞同一个协议不就行了吗？
好的，例如我们现在只有内部协议，RIP和OSPF
对RIP协议：最多支持15路由器，无法实现全球联网

对OSPF协议：每个路由器保存一个链路状态数据库
如果要将全世界划分为一个区域
想象一下，链路状态数据库得有多大？
数据分组每查找一次路由表，可能需要经过上千万乃至亿级别的查找
而且路由器的硬件成本也会很大！
所以，没法用
划分为内外协议的本质原因
还是全世界的网络太大了
规模很小时，暴露的问题并不多
但是，一旦规模变得很大时，涉及到的问题的复杂程度将以指数级别的速度增长
因此，需要将问题分割，化简，各司其职
于是，有了内外网络协议的划分和设计

一、BGP协议的特点

1、运行环境

2、BGP路径选择必须解决的几个问题

二、BGP路由选择算法

1、eBGP和iBGP

2、iBGP 和 eBGP的区别

3、BGP路由信息格式

4、BGP路由器转发表的更新

三、三种不同自治系统AS

1、末梢AS

2、穿越AS

3、对等AS

四、BGP路由选择

1、选择本地偏好值高算法

2、选择AS跳数最少算法

3、热土豆路由选择算法

4、BGP标识符最小算法

五、BGP-4四种报文

1、open报文

2、update报文

3、keeplive报文

4、BGP报文格式

一、BGP协议的特点

1、运行环境

相对于内部网关协议RIP和OSPF，
BGP用于不同自治系统之间的路由通信
这就必须要解决一个问题：
那就是不同自治系统的差异问题
不同的自治系统评判路径好坏的标准不同
有的是路径长短、有的是速度、有的是带宽
因此，BGP无法使用任何一个自治系统的标准，也无法兼容
那应该用什么作为BFP寻找最佳路由的标准呢？
还需要考虑更多的因素，综合考量

2、BGP路径选择必须解决的几个问题

我们只是简单举几个例子，例如
政治与安全问题
我们国家的消息，最好不要绕过其他对我们有敌意的国家
否则有可能造成泄密问题

经济问题
路径算法的实现，需要考虑到经济成本
不能开销太大

综上，
到底用什么作为BGP寻找最佳路由的标准呢？
退而求其次，只能只用能否到达终点为标准
首先保证能不能到，其他的，管不了了
事实上，技术上也是可以办到的
但是那会使得BGP协议变得过于复杂
不利于该协议技术的普遍应用
应用成本会很高

二、BGP路由选择算法

1、eBGP和iBGP

一个自治系统有两个不同的路由器：边界路由器和内部路由器

两个边界路由器通信时，必须进行TCP链接（179号端口）
边界路由器之间进行的连接叫做：eBGP连接
他们之间互相发送的逻辑信息格式为：“X AS1 R1”
目的为X，AS1是自治系统，R1是边界路由器
意为：R1发送给其他边界路由器，告诉其他边界路由器，
到达网络X，可以发送给R1路由器，经过AS1自治系统到达

但是，该路由不能仅仅让边界路由器知道
其他内部路由器也应该知道
因此，内部路由器之间也要进行连接
叫做iBGP连接，使用TCP连接
一个AS内部所有的iBGP必须连通
BGP协议不仅运行在AS之间，也运行在AS内部

2、iBGP 和 eBGP的区别

iBGP和eBGP遵循同样的协议BGP、报文格式和属性类型
只是通告方式不一样
对内部路由器来说：
GBP报文来自eBGP，报文可以接收，也可以发送
如果来自iBGP，就不会转发
因此，iBGP端口每收到一个BGP报文
首先判断该报文是来自eBGP还是iBGP

说人话就是：
对iBGP端口来说，内部不能互相传
你告诉我，就到我这就行了，不要再传了

3、BGP路由信息格式

BGP路由 = 前缀 + AS-path + next-path
前缀：目的网路
AS-path：需要途经的自治系统路径
next-path：下一跳，也是整个路径的起点

4、BGP路由器转发表的更新

设想一个情景，如图：

R1发送给R2一个eBGP报文：
“X，AS1，R1”（到达X，需要经过AS1，下一跳是R1）
对AS2的内部路由器R4来说
当收到该报文时，需要做的是：
1、将下一跳改为本自治系统的eBGP对等端口R2
2、在内部使用内部网关协议，找到R4到达R2的最短路径
3、根据最短路径更新下一跳
4、更新转发表
对于其他的内部路由器也是一样的道理
（下一跳使用IP地址）