基本概念
l BGP是一种外部网关协议，与内部网关协议（IGP）不同，不在于发现和计算路由，而在于AS之间选择最佳路由和控制路由的传递。
l 动态路由协议分为两类，一类是IGP（内部网关协议）例如rip、ospf、isis等。
一类是BGP（外部网关协议）例如BGP等。
l BGP支持VLSM（变长子网掩码）、CIDR（无类域间路由）、自动手动路由汇总。BGP定义了多种路径属性。路径属性影响BGP路由的优选。
l BGP使用TCP作为传输协议。在传输层采用TCP封装，使用目的TCP端口179，本地端口随意
l 增量更新：路由更新时，只发送更新的路由。（只在初始化时通告自身所有路由信息）
l 无环路：从设计上就避免了环路。（追问）
- AS-path属性防止AS之间环路的
- IBGP水平分割，防止AS内部环路的
- 在路由反射器中有两个，第一个是Originator-ID，是用来防止集群内产生环路的。
- 第二个是Cluster_List 是用来防止集群间产生环路的。
l 路由策略丰富：有13条选路原则
l 可防止路由振荡 （需要补充）
l 易于拓展：通过TLV进行拓展
l 简述工作流程：AS之间两台互为对等体的BGP路由器首先会建立TCP连接，随后协商各项参数并建立对等体关系。初始情况下双方会同步双方的BGP路由表。同步完成之后，路由器不会周期性地发送BGP路由更新，而只发送增量更新或在需要时进行触发性更新。减小带宽损耗。这是因为BGP往往被用于大批量路由信息，不能像IGP那样时时更新。
l 学习目标：
- 了解BGP的应用场景及协议特点。
- 熟悉BGP对等体关系的类型及区别。
- 熟悉BGP各种报文的功能及格式
- 理解BGP对等体关系的建立过程。
- 理解IBGP水平分割的原理。
- 理解BGP路由黑洞问题，了解其解决办法。
1、BGP对等体关系类型
将建立BGP邻居关系的路由器称为BGP对等体。BGP对等体关系有两种，一种是EBGP，另一种是IBGP。
两台路由器具备有IP连通性，并且能够顺利地基于TCP179端口建立连接，就可以建立BGP对等体关系，因此是可以跨设备连接的
1.EBGP对等体关系
如果两台BGP路由器位于不同AS，它们之间的关系成为EBGP对等体关系。
每条BGP路由都携带多个属性，这些属性称为路径属性。
通常情况下，EBGP对等体关系基于直连接口建立。因为缺省情况下BGP协议报文的TTL值为1，所以只能被传送1跳。
当然，如果要在两台非直连的路由器之间建立EBGP，那么就要手动修改TTL的值了。
2.IBGP对等体关系
l 位于同一个AS，则成为IBGP对等体关系。不要求必须直连。但是要依赖AS中的IGP协议（如ospf等）来发现对方路由从而建立TCP，成为IBGP对等体关系。
2、IBGP水平分割
用于解决BGP路由在一个同AS内传递时，防止环路。因为AS_Path在AS内是不会变化的。BGP规定，当路由器从一个IBGP对等体学习到某条BGP路由时，它将不能再把这条路由通告给任何IBGP对等体关系，这就是BGP水平分割规则。
缺点：当同AS内会有部分BGP路由器学习不到路由的问题（例如R5）。这个问题有很多种解决办法。
方法一：IBGP全互联模型
AS内部的所有路由器都两两之间建立IBGP对等体关系。缺点：这种方法只使用于规模较小的AS。
如果规模大路由器多，两两之间都建立IBGP对等体会对网络及设备带来很大的负担。
好在还有其他两种解决方法。分别是路由反射器及联盟。后面会讲。
3、路由黑洞问题及BGP同步规则
由于BGP路由器之间无需直连也可建立对等体关系，然而会带来一个麻烦，例如路由黑洞。（务必做实验进一步了解）
l 去往：R1把1.0.0.0/8发布到BGP中，R3通过IBGP对等体直接通告给了R7（R3在BGP路由中的Next_hop设置为它自己的地址），R7再通告给R2，最终R2学到1.0.0.0/8的路由。
回来：R2把数据包发往R7。R7收到后发现下一跳是R3，但是它必须先传给R4或者R6，但这两台路由器并没有配置BGP，所以丢失。产生了路由黑洞。
l 为了避免路由黑洞，BGP引入了同步规则（缺省情况下是关闭的）当一台路由器通过IBGP对等体学习到一条BGP路由时，不能用这条路由或把这条路由通告给自己的EBGP对等体。
要求BGP路由引入IGP路由中，实现IGP和BGP同步。同步规则主要用于规避BGP路由黑洞问题。
l 避免路由黑洞的方法。
第一种方法：IBGP全互联
AS内的所有路由器都运行BGP，并实现IBGP对等体关系全互联。缺点：不适合规模庞大的拓扑。
第二种方法：重分发
R3将BGP路由引入AS中的OSPF。满足了同步规则，缺点是BGP信息量巨大的情况下，引入IGP协议是非常危险的操作。可以用路由策略进行过滤再进行重分发。
第三种方法：MPLS多协议标签交换
在报文的数据帧头部和IP头部中间插入一个标签头部，因为IP头部“躲藏”了在标签头部之后。因此只需根据标签头部中的标签进行选路，即使转发设备没有到达目的的网络的路由也不会影响数据转发。此时是基于标签进行选路及转发。而不是基于目的IP地址。
第四种方法：RR反射器 （实际情况中，最好的方法）
第五种方法：联盟
在诸多成熟方案可供选择的情况下，依然激活同步规则也就显得没有意义了。
对等体交互原则
BGP对等体交互原则：
- 只将最优的路由通告给BGP对等体。
- 2. 从EBGP对等体学习到BGP路由，通告给所有EBGP和 IBGP对等体。
- 从自己的IBGP对等体学习到BGP路由时，只发给EBGP对等体，它不会将这些路由通告给其他IBGP对等体————IBGP的水平分割
- 4. 只发送更新的BGP路由。——增量更新
- 当一台路由器从自己的IBGP对等体学习到BGP路由时，如果BGP同步被激活（默认关闭），则路由器只有从IGP协议也学习到相应的路由时，才会将这些BGP路由通告给EBGP对等体。如果BGP同步关闭，即使没有从IGP协议学习到相应路由，它也会将这些BGP路由通告给EBGP对等体。
4、Router-ID
BGP Router-ID是网络设备的标识符，长度32bit，与IPv4格式一样。在规划BGP网络时，需确保设备的Router-id的唯一性。
Router-ID可让BGP自动选取也可以手工配置。建议手工配置。
报文类型及格式
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标记：用于协议兼容性，16字节，固定为1 |
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长度：BGP报文的长度（包括头部在内） |
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类型：BGP报文类型 1.Open报文、2.Update报文、3.Notification报文、4.Keepalive报文、5.Route-Refresh |
Open报文
是TCP连接建立后发送的第一个消息。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，对等体之间就可以进行其他报文的交换了。
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版本 |
BGP的版本，BGPv4则值为4 |
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AS号 |
BGP报文发送方所处AS号 |
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保活时间 (Hold time) |
在建立对等体时要协商Hold time，双方保持一致，不一致则以较小的作为协商结果。如果保持时间为0，则标识不发生Keepalive报文。如果在这个时间内没有收到Keepalive报文或Update报文，则认为BGP中断。（以秒为单位） |
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路由标识符 BGP Identifiter |
BGP路由器的Router ID ，以32bit IP形式表示，用于标识路由器。 |
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可选参数长度 |
BGP报文中，可选参数的长度 |
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可选参数 |
Open报文可含多个可选参数，每个可选参数使用类型（Type）、长度（Length）及值（Value）的三元组格式描述。可选参数用于告诉和协商对等体的某些拓展能力特征。 |
Update报文
Update报文用于在对等体之间通告路由信息。在一个Update报文中通告一条或多条相同路径属性的路由。
拥有不同的路径属性的BGP路由需使用不同的Update报文来通告。还能够用于撤销一条或多条BGP路由。
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撤销路由的长度 |
用于标识撤销路由的条目数。 包含0条、1条或者多条准备撤销的BGP路由， |
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撤销的路由条目 |
用于存放需要被撤销的BGP路由前缀。 每条BGP路由前缀包含两元，分别是前缀长度及路由前缀。 如果有多条BGP路由，那么这个字段将包含一个BGP路由前缀列表。 |
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总路径属性长度 |
指示了Update报文中路径属性的总长度 |
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路径属性 |
当BGP路由器用Update报文向邻居通告BGP路由时就会包含路径属性字段。 |
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网络层可达信息 |
用于存放需要被通告的BGP路由。 每条BGP路由前缀包含两元，分别是前缀长度及路由前缀。 如果有多条BGP路由，那么这个字段将包含一个BGP路由前缀列表。 |
Keepalive报文
对等体之间会周期性发送Keepalive报文来了解存活情况。前面在Open报文内说过，BGP路由器会为对等体维护一个保活计时器（Hold timer），
如果保活计时器超时，则BGP对等体视为不可达。此时则需重新建立。对等体之间交互的keepalive报文会刷新保活计时器，防止超时。
保活计时器的时间缺省为180s，keepalive报文周期性发送间隔为60s，也就是1/3。Keepalive报文还用于确认对方发送过来的Open报文。里面只包含头部信息
Notification报文
当BGP检测到一个错误时，就用Notification报文来告知对等体。
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错误代码 |
该字段的值是一个无符号整数，指示了错误的类型 |
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错误子代码 |
在错误代码上进一步指示了错误的类型 |
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数据 |
用于描述错误的原因 |
错误类型可查看“报文格式大全”进行进一步细看。
Route-Refresh报文
通告Open消息告诉BGP邻居本地支持路由刷新能力
在BGP路由器有Route-Refresh能力下，在刷新路由时，如果是基于入口（impot）刷新，
本地BGP路由器会向对等体发送一个Route-Refresh报文，收到该报文的对等体将重新发给本地BGP路由器。
这样可以在不中BGP连接的情况下，对BGP路由表进行动态刷新。（注意：大规模不要使用）
<R1>refresh bgp all import
（Export：是向对方发 Import：是让对方发）
5、查看对等体
在路由器上使用display bgp peer命令查看BGP对等体的邻居情况。
从上图可以看到，R1存在2个IBGP对等体关系（因AS都相同），且两对等体之间的状态为Establish，说明已经完成对等体关系的建立。
6、BGP路由表
存储着设备发现的所有BGP路由，当设备收到BGP路由后，如果有路由策略，则执行完后，被处理过的路由才会被加载到BGP路由表中。
当设备发现多条到达相同目的网段的BGP路由时，只有最优的才会被选择。（没有配置BGP路由负载分担的情况下）。
使用display bgp routing-table命令可以查看BGP路由表。例如：
从图中可以看到被发现的BGP路由。每条路由都会被执行可用性检查。也就是查询到去往Next hop的路由（IGP），
有则视为可用（Valid），否则视为不可用（Invalid）。在表中，可用的在行首有星号“*”标记，反之没有。
图中还可以看到去往172.16.1.0/24的有两条路由，路由器会选择最优的那条。最优的路由在行首有尖括号“>”标记。
图中的下一跳1.1.1.1的为最优。Next_Hop不可达的不可用路由是不会参加最优路由器竞争的。
从IBGP对等体学习到的路由会标记“i”，如果是从EBGP学习到的则没有。
查看某一条路由的详细信息可以用display bgp routing-table 172.16.1.0 查询。