BGP基本概念、报文类型

巴洛克先生
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相关基本概念

AS
  • AS指在同一个组织管理下，使用统一选路策略的设备集合
  • AS号存在16bit、32bit两种表示方式。IANA(The Internet Assigned Numbers Authority，互联网数字分配机构)负责AS号的分发

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使用BGP传递路由
  • BGP基于TCP，只要能够建立TCP连接即可建立BGP
  • 只传递路由信息，不会暴露AS内的拓扑信息
  • 触发式更新，而不是进行周期性更新
BGP的特点
  • 使用TCP作为其传输层协议（端口号为179），使用触发式路由更新
  • 能够承载大批量的路由信息，能够支撑大规模网络
  • 支持MPLS/VPN的应用，传递客户VPN路由
  • 每条BGP路由都携带多种路径属性（Path attribute），BGP可以通过这些路径属性控制路径选择
TCP连接源地址
  • 缺省情况下，BGP使用报文出接口作为TCP连接的本地接口
  • 在部署IBGP对等体关系时，建议使用Loopback地址作为更新源地址。Loopback接口非常稳定，而且可以借助AS内的IGP和冗余拓扑来保证可靠性
  • 在部署EBGP对等体关系时，通常使用直连接口的IP地址作为源地址，如若使用Loopback接口建立EBGP对等体关系，则应注意EBGP多跳问题

报文类型

image.png BGP五种报文都拥有相同的报文头，主要字段解释：

  • Marker：16Byte，用于标明BGP报文边界，所有bit均为“1”。用于检测对等体同步信息是否完整
  • Length：2Byte，BGP报文总长度（包括报文头在内），以Byte为单位
  • Type：1Byte，BGP报文的类型。其取值从1到5，分别表示Open、Update、Notification、Keepalive和Route-refresh报文
Open报文
  • 作用：协商BGP对等体参数，建立对等体关系
  • 发送时刻：BGP TCP连接建立成功之后

image.png Open报文是TCP连接建立之后发送的第一个报文，用于建立BGP对等体之间的连接关系，主要字段解释：

  • Version：BGP的版本号。对于BGP4来说，其值为4
  • My AS（autonomous system）：本地AS号。通过比较两端的AS号可以判断对端是否和本端处于相同AS
  • Hold Time：保持时间。在建立对等体关系时两端要协商Hold Time，并保持一致。如果在这个时间内未收到对端发来的Keepalive报文或Update报文，则认为BGP连接中断。默认为180s
  • BGP Identifier（类似Router ID）：BGP标识符，以IP地址的形式表示，用来识别BGP路由器
Update报文
  • 作用：发送BGP路由更新
  • 发送时刻：BGP对等体关系建立之后有路由需要发送或路由变化时向对等体发送Update报文

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  • Update报文用于在对等体之间传递路由信息，可以用于发布、撤销路由
  • 一个Update报文可以通告具有相同路径属性的多条路由，这些路由保存在NLRI（Network Layer Reachable Information，网络层可达信息）中。同时Update报文还可以携带多条不可达路由，用于告知对方撤销路由，这些保存在Withdrawn Routers字段中
  • 主要字段解释：
    • Withdrawn routes：不可达路由列表
    • Path attributes：与NLRI相关的所有路径属性列表，每个路径属性由一个TLV（Type-Length-Value）三元组构成
    • NLRI：可达路由的前缀和前缀长度二元组
Notification报文
  • 作用：报告错误信息，中止对等体关系
  • 发送时刻：当BGP在运行中发现错误时，发送Notification报文将错误通告给BGP对等体

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当BGP检测到错误状态时（对等体关系建立时、建立之后都可能发生），就会向对等体发送Notification报文，告知对端错误原因。之后BGP连接将会立即中断

  • Error Code、Error subcode：差错码、差错子码，用于告知对端具体的错误类型
  • Data：用于辅助描述详细的错误内容，长度并不固定
Keepalive报文
  • 作用：标志对等体建立，维持BGP对等体关系
  • 发送时刻：BGP路由器收到对端发送的Keepalive报文，将对等体状态置为已建立，同时后续定期发送Keepalive报文用于保持连接

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  • BGP路由器收到对端发送的Keepalive报文，将对等体状态置为已建立，同时后续定期发送Keepalive报文用于保持连接
  • Keepalive报文格式中只包含报文头，没有附加其他任何字段
Route-refresh报文
  • 作用：用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。只有支持路由刷新能力的BGP设备会发送和响应此报文
  • 发送时刻：当路由策略发生变化时，触发请求对等体重新通告路由

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  • Route-refresh报文用来要求对等体重新发送指定地址族的路由信息，一般为本端修改了相关路由策略之后让对方重新发送Update报文，本端执行新的路由策略重新计算BGP路由
  • 主要字段解释：
    • AFI：Address Family Identifier，地址族标识，如IPV4
    • Res：保留，8个bit必须置0
    • SAFI：Subsequent Address Family Identifier，子地址族标识

BGP状态

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Peer状态名称用途
Idle开始准备TCP的连接并监视远程对等体，启用BGP时，要准备足够的资源
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
ActiveTCP连接没建立成功，反复尝试TCP连接
OpenSentTCP连接已经建立成功，开始发送Open报文，Open报文携带参数协商对等体的建立
OpenConfirm参数、能力特性协商成果，自己发送Keepalive报文，等待对方的Keepalive报文
Established已经收到对方的Keepalive报文，双方能力特性经协商发现一致，开始使用Update通告路由信息

BGP对等体表

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主要字段解释：

  • Peer：对等体地址
  • V：version，版本号
  • AS：对等体AS号
  • Up/Down：该对等体已经存在up或者down的时间
  • State：对等体状态
  • PrefRcv：prefix received，从该对等体收到的路由前缀数目（路由信息）

BGP路由的生成

  • 不同于IGP路由协议，BGP自身并不会发现并计算产生路由，BGP将IGP路由表中的路由注入到BGP路由表中，并通过Update报文传递给BGP对等体
  • BGP注入路由的方式有两种：
    • Network
    • import-route
  • 与IGP协议相同，BGP支持根据已有的路由条目进行聚合，生成聚合路由

BGP聚合路由命令

//进入bgp进程
aggregate 10.1.0.0 22 detail-suppressed//聚合成10.1.0.0 子网掩码22
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