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计算机网络：网络层 —— 边界网关协议 BGP

news 2025/8/11 15:05:07

因特网是全球最大的互联网，它所采取的路由选择协议具有以下三个主要特点：

自适应：因特网采用动态路由选择，能较好地适应网络状态的变化。
分布式：因特网中的各路由器通过相互间的信息交互，共同完成路由信息的获取和更新。
分层次：将整个因特网划分为许多较小的自治系统（AutonomousSystem，AS）在自治系统内部（域内路由选择）和外部（域间路由选择）采用不同类别的路由选择协议，分别进行路由选择。

![[自治系统.png]]

动态路由协议分为距离矢量路由协议和链路状态路由协议。

距离矢量路由协议（Distance Vector Routing Protocols）：
- 通过向相邻路由器定期通告自己的路由表，逐跳传递路由信息。
- 典型协议：RIP（Routing Information Protocol）。
- 优点：实现简单。
- 缺点：收敛慢，容易产生路由环。
链路状态路由协议（Link State Routing Protocols）：
- 每个路由器通过广播链路状态信息构建整个网络的拓扑图，使用 Dijkstra 算法计算最短路径。
- 典型协议：OSPF（Open Shortest Path First）、IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）。
- 优点：收敛快，路由精确。
- 缺点：实现复杂，资源消耗大。
路径矢量路由协议（Path Vector Routing Protocols）：
- 主要用于大型互联网络（如互联网），通过通告路径信息，避免路由环。
- 典型协议：BGP（Border Gateway Protocol）。
- 优点：适用于大规模网络，避免路由环。
- 缺点：实现复杂，路由策略灵活。

路由信息协议 RIP 和开放最短路径优先 OSPF 都属于内部网关协议，用于自治系统内部的路由选择。

计算机网络：网络层 —— 路由信息协议 RIP

计算机网络：网络层 —— 开放最短路径优先 OSPF

边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)属于外部网关协议 EGP 这个类别，用于自治系统 AS 之间的路由选择协议。

由于在不同 AS 内度量路由的“代价”（距离、带宽、费用等）可能不同，因此对于AS之间的路由选择，使用统一的“代价”作为度量来寻找最佳路由是不行的。

![[代价不统一.png]]

并且，AS 之间的路由选择还必须考虑相关策略（政治、经济、安全等）

![[相关策略.png]]

自治系统之间的路由选择协议应当允许使用多种路由选择策略。这些策略包括政治、经济、安全等，它们都是由网络管理人员对每一个路由器进行设置的。但这些策略并不是自治系统之间的路由选择协议本身。

BGP 只能是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由(即不能兜圈子)，而并非要寻找一条最佳路由。

在配置 BGP 时，每个 AS 的管理员要选择至少一个路由器作为该 AS 的“BGP发言人”
一般来说，两个 BGP 发言人都是通过一个共享网络连接在一起的，而 BGP 发言人往往就是 BGP 边界路由器。
不同自治系统的 BGP 发言人要交换路由信息，首先必须建立 TCP 连接，端口号为 179，在此 TCP 连接上交换 BGP 报文，以建立 BGP 会话。利用 BGP 会话，交换路由信息，如增加新的路由或撤销过时的路由、报告出错的情况等。

![[BGP发言人交换路由信息.png]]

使用 TCP 连接交换路由信息的两个 BGP 发言人，彼此称为对方的邻站(neighbor)或对等站(peer)
BGP 发言人除了运行 BGP 协议外，还必须运行自己所在AS所使用的内部网关协议IGP，例如 RIP 或 OSPF
BGP 发言人交换网络可达性的信息，也就是要到达某个网络所要经过的一系列自治系统。
当 BGP 发言人相互交换了网络可达性的信息后，各 BGP 发言人就根据所采用的策略，从收到的路由信息中，找出到达各自治系统的较好的路由，也就是构造出树形结构且不存在环路的自治系统连通图。