前言

在小型网络中由于设备的个数和距离的原因，ospf和rip就足以满足所需，但是对于运行商来说就不足以满足需求，就诞生了BGP协议。BGP主要用于运行商，在大型的网络中来使用，本章就来探讨他的原理。

一、BGP是什么？

边界网关协议（BGP）是运行于 TCP 上的一种自治系统的路由协议。 BGP 是唯一一个用来处理像因特网大小的网络的协议，也是唯一能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接的协议。 BGP 构建在 EGP 的经验之上。 BGP 系统的主要功能是和其他的 BGP 系统交换网络可达信息。网络可达信息包括列出的自治系统（AS）的信息。这些信息有效地构造了 AS 互联的拓扑图并由此清除了路由环路，同时在 AS 级别上可实施策略决策。
新版本BGP-4 是在1995年发布的。
BGP路由选择协议执行中使用4种分组：打开分组（open）、更新分组（update）、存活分组（keepalive）、通告分组（notification）。

二、特点

1.BGP特点

BGP属于外部或域间路由协议。BGP的主要目标是，为处于不同自治系统（AS）中的路由器之间进行“路由信息通信”提供保障。

BGP对网络拓扑结构没有限制，其特点包括：

1、实现自治系统（AS）间通信，传播网络的可达信息。BGP是一个外部网关协议，允许一个自治系统（AS）与另一个自治系统（AS）进行通信。BGP允许一个自治系统（AS）向其他自治系统（AS）通告其内部网络的可达性信息，或者是通过该自治系统（AS）可达的其他网络的路由信息。同时，自治系统（AS）也能够从另一个自治系统（AS）中了解这些信息。BGP为每个目的网络提供的是“下一跳（next-hop）结点”的信息。

2、多个BGP路由器之间的协调。如果在一个自治系统（AS）内部有多个路由器分别使用BGP与其他自治系统（AS）中对等路由器进行通信，BGP可以协调一系列路由器，使这些路由器保持路由信息的一致性。

3、BGP支持基于策略的选路。一般的距离向量选路协议，会确切通告本地选路中的路由；而BGP则可以实现由本地管理员选择的策略。BGP路由器可以为“域内”和“域间”的网络可达性配置不同的策略。

4、可靠的传输。BGP路由信息的传输采用了可靠的TCP（传输控制协议）协议。

5、路径信息。在BGP通告目的网络的可达性信息时，处理指定目的网络的下一跳信息之外，通告中还包括了“通路向量（path vector）”，即去往该目的网络时需要经过的自治系统（AS）的列表，使接受者能够了解去往目的网络的通路信息。

6、增量更新。BGP不需要在所有路由更新报文中传送完整的路由数据库信息，只需要在启动时交换一次完整信息。后续的路由更新报文只通告网络的变化信息。这种网络变化的信息称为增量（delta）。

7、路由聚集。BGP允许发送方把路由信息聚集在一起，用一个“条目”来表示多个相关的目的网络，以节约网络带宽。

8、 BGP还允许接收方对报文进行鉴别和认证，以验证发送方的身份。

2.分类

BGP按照运行方式分为EBGP（External/Exterior BGP）和IBGP（Internal/Interior BGP）。

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

3 工作原理

BGP对等体的建立，更新和删除等交互过程主要有五种报文，6种状态机和九个原则。
五种报文
1、Open报文用于对等体参数协商；

2、Keepalive报文用于维护对等体邻居；

3、Update报文用于通告可达路由和不可达路由；

4、Notification报文用于错误信息通告，断开对等体邻居；

5、Route-refresh报文用于请求对等体重新发送路由信息；

BGP所有报文均采用单播的方式发送，因此需要手动指定对等体，不能像IGP协议通过组播方式自动发现邻居。

BGP不需要开发确认报文，通过TCP来提供重传、确认及排序功能，因此建立BGP对等体之前必须先建立TCP连。
六种状态机
Idle（空闲）：
Idle 是BGP连接的第一个状态，在空闲状态，BGP在等待一个启动事件，启动事件出现以后，BGP初始化资源，复位bai连接重试计时器（Connect-Retry），发起一条TCP连接，同时转入Connect（连接）状态。

Connect（连接）：
在Connect 状态，BGP发起第一个TCP连接，如果连接重试计时器（Connect-Retry）超时，就重新发起TCP连接，并继续保持在Connect 状态，如果TCP 连接成功，就转入OpenSent 状态，如果TCP 连接失败，就转入Active 状态。

Active（活跃）：
在Active状态，BGP总是在试图建立TCP 连接，如果连接重试计时器（Connect-Retry）超时，就退回到Connect 状态，如果TCP 连接成功，就转入OpenSent 状态，如果TCP 连接失败，就继续保持在Active状态，并继续发起TCP连接。

OpenSent（打开消息已发送）：
在OpenSent 状态，TCP连接已经建立，BGP也已经发送了第一个Open报文，剩下的工作，BGP就在等待其对等体发送Open 报文。并对收到的Open报文进行正确性检查，如果有错误，系统就会发送一条出错通知消息并退回到Idle状态，如果没有错误，BGP就开始发送Keepalive 报文，并复位Keepalive 计时器，开始计时。同时转入OpenConfirm状态。

OpenConfirm（打开消息确认）状态：
在OpenConfirm状态，BGP发送一个Keepalive 报文，同时复位保持计时器，如果收到了一个Keepalive 报文，就转入Established 阶段，BGP邻居关系就建立起来了。如果TCP连接中断，就退回到Idle 状态。

Established（连接已建立）：
在Established 状态，BGP 邻居关系已经建立，这时，BGP将和它的邻居们交换Update 报文，同时复位保持计时器。
九个原则