BGP边界网关协议
一、BGP的概述
BGP 是一种实现自治系统（AS）之间的路由可达，并选择最佳路由的距离矢量路由协议。它是外部网关协议。
二、BGP的基础
1.BGP的特点：
（1）BGP是使用TCP作为其传输层协议（端口号为179），使用触发式路由更新，而非周期性路由更新。
（2）BGP能够承载大批量的路由信息，可以支撑大规模网络；
（3）BGP能够支撑MPLS/VPN的应用，传递客户VPN路由；
（4）BGP提供了路由聚合和路由衰减功能用于防止路由震荡，同股票这两项功能有效地提高了网络稳定性。
2.BGP的特征
BGP通常被称为路径矢量路由协议；
每条BGP路由都携带多种路劲属性，BGP可以通过这些路径属性控制路径选择，而不像IS-IS、OSPF只能通过cos值控制路径选择，因此在路径选择上，BGP具有丰富的可操作性，可以在不同场景下选择最适合的路径控制方式。
3.BGP的工作原理
（1）BGP的报文
BGP对等体间通过以下5种报文进行交互，其中Keepalive报文周期性发送，其余报文为触发式发送：
1）Open报文：用于建立BGP对等体连接。
2）Update报文：用于在对等体之间交换路由信息。
3）Notification报文：用于中断BGP连接。
4）Keepalive报文：用于保持BGP连接。
5）Route-refresh报文：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（Route-refresh）能力的BGP设备会发送和响应此报文。
（2）BGP状态机
BGP对等体的交互过程中存在6种状态机：空闲（Idle）、连接（Connect）、活跃（Active）、Open报文已发送（OpenSent）、Open报文已确认（OpenConfirm）和连接已建立（Established）。
1）Idle（空闲）状态
Idle状态是BGP初始状态。在Idle状态下，BGP拒绝邻居发送的连接请求。只有在收到本设备的Start事件后，BGP才开始尝试和其它BGP对等体进行TCP连接，并转至Connect状态。
2）Connect（连接）状态
BGP启动连接重传定时器（Connect Retry），等待TCP完成连接。
如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送Open报文，并转至OpenSent状态;如果TCP连接失败，那么BGP转至Active状态;如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP继续尝试和其它BGP对等体进行TCP连接，停留在Connect状态。
3）active（激活）状态
在active状态下，BGP试图建立TCP连接，如果连接成功，则向对等体发送open消息，并进行下一状态。
4）OpenSent（打开发送）状态
BGP等待对等体的Open报文，并对收到的Open报文中的AS号、版本号、认证码等进行检查。如果收到的Open报文正确，那么BGP发送Keepalive报文，并转至OpenConfirm状态。如果发现收到的Open报文有错误，那么BGP发送Notification报文给对等体，并转至Idle状态。
5）OpenConfirm（打开确认）状态
BGP等待Keepalive或Notification报文。如果收到Keepalive报文，则转至Established状态，如果收到Notification报文，则转至Idle状态。
6）Established（已建立）状态
BGP可以和对等体交换Update、Keepalive、Route-refresh报文和Notification报文。
（3）BGP对等体之间交互原则
BGP设备将最优路由加入BGP路由表，形成BGP路由。BGP设备与对等体建立邻居关系后，采取以下交互原则：
1）从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体。
2）从EBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备发布给它所有EBGP和IBGP对等体。
3）当存在多条到达同一目的地址的有效路由时，BGP设备只将最优路由发布给对等体。
4）路由更新时，BGP设备只发送更新的BGP路由。
5）所有对等体发送的路由，BGP设备都会接收。
（4）BGP引入IGP交互
BGP引入路由时支持Import和Network两种方式：
Import方式是按协议类型，将RIP、OSPF、ISIS等协议的路由引入到BGP路由表中。为了保证引入的IGP路由的有效性，Import方式还可以引入静态路由和直连路由。
Network方式是逐条将IP路由表中已经存在的路由引入到BGP路由表中，比Import方式更精确。
三、BGP路径属性
路径属性分类
四、BGP路由反射器
1.路由反射宣告原则（1）
2.路由反射宣告原则（2）
3.路由反射簇（cluster）
如图所示：当一个AS内存在多台RR为Client提供冗余时，RR间的路由更新很有可能会形成环路，为防止该现象，引入了Cluster的概念。
什么是簇：通过4字节的Cluster_ID来标识Cluster，通常会使用Loopback地址作为Cluster_ID。一个Cluster里可以包括一个或多个RR；一个Client可以同时属于多个Cluster。
4.路由反射环路防止机制-Originator_ID
5.路由反射环路防止机制-Cluster_List
五、BGP选路原则
当到达同一个目的网段存在多条路由时，BGP通过如下的次序进行路由优选:
丢弃下一跳不可达的路由
【1】优选Preferred-Value属性值最大的路由
【2】优选Local Preference属性值最大的路由。
【3】本地始发的BGP路由优于从其他对等体学习到的路由，本地始发的路由优先级:优选手动聚合>自动聚合>network>import>从对等体学到的。
【4】优选AS Path属性值最短的路由。
【5】优选Origin属性最优的路由。Origin属性值按优先级从高到低的排列是:IGP、EGP及Incomplete。
【6】优选MED属性值最小的路由。
【7】优选从EBGP对等体学来的路由(EBGP路由优先级高于IBGP路由)。
【8】优选到Next Hop的IGP度量值最小的路由。
【9】优选Cluster List最短的路由。
【10】优选RouterID(Orginator ID)最小的设备通告的路由。
【11】优选具有最小IP地址的对等体通告的路由。
总结以上规律就会发现，【1】和【2】取值越大越优，其余的取值越小越优。
注意：前八条属性全部相同时可形成路由负载分担。
六、BGP路由聚合概述
BGP在AS之间传递路由信息，随着AS数量的增多，单个AS规模的扩大，BGP路由表将变得十分庞大，因此带来如下两类问题：
存储路由表将占用大量的内存资源，传输和处理路由信息需要消耗大量的带宽资源；
如果传输的路由条目出现频繁的更新和撤销，对网络的稳定性会造成影响。
七、BGP的简单实验拓扑（配置IBGP和EBGP）
实验要求：
1.基本的配置
2.配置IGP（R1与R2运行OSPF协议）
3.配置IBGP和配置EBGP
4.查看TCP连接和查看对等体的状态
5.在R3上用network宣告的方式产生一条BGP路由、在R1上引入的方式产生一条BGP路由
6.在R1上查看路由表和配置下一跳本地 配置后再次查看路由表
7. 查看R2的BGP路由表//
实验步骤：
1、基本的配置
[AR1]int g0/0/0
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.1.1.1 24
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]q
[AR1]int LoopBack 0
[AR1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[AR1-LoopBack0]q
[AR2]int g0/0/1
[AR2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.1.1.2 24
[AR2-GigabitEthernet0/0/1]q
[AR2]int g0/0/0
[AR2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 23.1.1.2 24
[AR2-GigabitEthernet0/0/0]q
[AR2]int LoopBack 0
[AR2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32
[AR2-LoopBack0]q
[AR3]int g0/0/1
[AR3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.1.1.3 24
[AR3-GigabitEthernet0/0/1]q
[AR3]int LoopBack 0
[AR3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32
[AR3-LoopBack0]q
2、配置IGP（AR1和AR2运行OSPF）
[AR1]ospf router-id 1.1.1.1
[AR1-ospf-1]area 0
[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255
[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[AR1-ospf-1]q
[AR2]ospf router-id 2.2.2.2
[AR2-ospf-1]area 0
[AR2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255
[AR2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[AR2-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[AR2-ospf-1]q
3、配置IBGP
[AR1]bgp 100 //启动BGP进程，进程号为100
[AR1-bgp]undo synchronization //关闭同步，默认配置
[AR1-bgp]undo summary automatic //关闭自由汇总
[AR1-bgp]router-id 1.1.1.1 //设置BGP的route-id
[AR1-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 100 //指定邻居和邻居AS号
[AR1-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface loopBack 0 //用环回口创建邻居
[AR1-bgp]q
[AR2]bgp 100
[AR2-bgp]undo synchronization
[AR2-bgp]undo summary automatic
[AR2-bgp]router-id 2.2.2.2
[AR2-bgp]peer 1.1.1.1 as-number 100
[AR2-bgp]peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack 0
[AR2-bgp]q
4、配置EBGP
[AR2]bgp 100
[AR2-bgp]peer 23.1.1.3 as-number 200 //EBGP用直连接口创建邻居
[AR2-bgp]q
[AR3]bgp 200
[AR3-bgp]undo synchronization
[AR3-bgp]undo summary automatic
[AR3-bgp]peer 23.1.1.2 as-number 100
[AR3-bgp]q
5、查看TCP的连接情况
可以看到TCP是连接成功的
6、查看对等体的状态
7、产生BGP路由
[AR3]bgp 200
[AR3-bgp]network 3.3.3.3 32
[AR3-bgp]q
[AR1]bgp 100
[AR1-bgp]import-route ospf 1
[AR1-bgp]q
8、在AR1上查看路由表
*：代表路由条目有效；
>：代表路由条目最优，可以被传递。只有下一条可达路由才会最优
i:代表路由是从IBGP学习到的
可以看到3.3.3.3不是最优的，如果不优就不会再加载进全局路由表，也不会传递给其它路由器，本例不优的原因为下一条不可达，用以下方法
[AR2]bgp 100
[AR2-bgp]peer 1.1.1.1 next-hop-local //配置下一条为本地
[AR2-bgp]q
再次查看AR1的路由表
扩展：什么情况下采用next-hop-local命令？
对从EBGP邻居收到的路由，在传递给IBGP邻居时，修改下一条地址为本地的connect-interface。
9.查看AR2的BGP了路由表
可以看到1.1.1.1这条路由虽然下一条可达，但不是有效和最优的，其原因是为如果IGP路由表里宣告了这条路由，然后再在IBGP里面宣告，路由只能本地有效，二不会传递给邻居。