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BGP 协议原理

BGP 协议原理. 数据网维护管理处 2007 年 1 月. 内容介绍. 第一章 BGP路由协议的原理 第二章 BGP 路由属性. BGP 协议概述. BGP 是外部路由协议，用来在 AS 之间传递路由信息 是一种增强的距离矢量路由协议 可靠的路由更新机制 丰富的 Metric 度量方法 从设计上避免了环路的发生 为路由附带属性信息 支持 CIDR （无类别域间选路） 丰富的路由过滤和路由策略. BGP 可靠的路由更新. 传送协议： TCP ，端口号 179 无需周期性更新 周期性发送 keepalive 报文效验 TCP 的连通性

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BGP 协议原理

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  1. BGP协议原理 数据网维护管理处 2007年1月 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  2. 内容介绍 第一章 BGP路由协议的原理 第二章 BGP路由属性 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  3. BGP 协议概述 • BGP是外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息 • 是一种增强的距离矢量路由协议 • 可靠的路由更新机制 • 丰富的Metric度量方法 • 从设计上避免了环路的发生 • 为路由附带属性信息 • 支持CIDR（无类别域间选路） • 丰富的路由过滤和路由策略 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  4. BGP可靠的路由更新 • 传送协议：TCP，端口号179 • 无需周期性更新 • 周期性发送keepalive报文效验TCP的连通性 • 路由更新：只发送增量路由 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  5. AS65001 AS65000 BGP RIP OSPF 自治系统（ Autonomous System ） • 什么是自治系统（AS）？ • 为什么引入自治系统这一概念？ • 自治系统内部的路由协议－－IGP • 自治系统之间的路由协议 —— EGP 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  6. BGP路由传递 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  7. RTA RTE EBGP EBGP IBGP RTB RTD RTC BGP两种邻居－IBGP和EBGP AS100 AS300 AS200 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  8. BGP路由通告原则 • 多条路径时，BGP Speaker只选最优的给自己使用 • BGP Speaker只把自己使用的路由通告给对等体 • BGP Speaker从EBGP获得的路由会向它所有BGP对等体通告（包括EBGP和IBGP） • 连接一建立，BGP Speaker将把自己所有BGP路由通告给新对等体 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  9. 1、注入直连路由 2、注入直连路由 BGP路由通告原则 AS200 AS100 RTB S0:11.1.1.2/16 S0:11.1.1.1/16 S0:11.4.1.2/24 RTD L1:1.1.1.1/8 RTA E0:11.2.1.1/16 S0:11.4.1.1/24 E0:11.2.1.2/16 L2:11.4.2.1/24 L2:10.1.1.1/8 RTC 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  10. X 12 … X 12 … RTA RTB IBGP R-12 AS 12 X 12 … AS 42 AS 14 EBGP RT-C RTD R-14 BGP路由通告原则 • BGP Speaker从IBGP获得的路由不会通告给它的IBGP邻居。 在IBGP对等体相互通告路由的过程中，BGP属性不会做任何改变。 那么，AS内部的路由环路问题应如何避免？ 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  11. L0:10.1.1.1/24 AS300 RTA AS100 S0:1.1.1.1/24 RTF EBGP EBGP S0:1.1.1.2/24 IBGP RTB S1:2.1.1.2/24 S0:2.1.1.1/24 RTE RTC RTD AS200 BGP路由通告原则 • BGP Speaker从IBGP获得的路由是否通告给它的EBGP对等体要依IGP和BGP同步的情况来决定 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  12. IBGP全连接 • 所有IBGP对等体物理意义的全连接 • 所有IBGP对等体逻辑意义的全连接 X 12 … X 12 … Rtr-A Rtr-B IBGP R-12 AS 12 X 12 … AS 14 AS 42 EBGP Rtr-C Rtr-D R-14 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  13. 成为BGP路由的途径之一：纯动态注入 AS200 18.0.0.1/8 OSPF RTB OSPF发现路由18.0.0.1/8 把IGP(OSPF)发现的路由 纯动态地注入到RTB的 BGP路由表中 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  14. 成为BGP路由的途径之二：半动态注入 AS200 18.0.0.1/8 OSPF RTB OSPF发现路由18.0.0.1/8 把IGP(OSPF)发现的路由 半动态地注入到RTB的 BGP路由表中 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  15. 成为BGP路由的途径之三：静态注入 AS200 18.0.0.1/8 RTB 人为配置静态路由18.0.0.1/8 把人为配置的静态路由注入到 RTB的BGP路由表中 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  16. BGP报文种类 • BGP报文有四种类型: • Open • KeepAlive • Update • Notification 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  17. BGP报文头 • BGP报文的格式是一样的，都是”报文头+报文体“的格式，下面给出的是BGP报文头： Marker(16 byte) Length(2 byte) Type(1 byte) 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  18. Vision My Autonomous System Hold Time BGP Identifier Optional Paramenters Length Optional Paramenters Open报文 • Open报文是由报文头加如下结构构成的。 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  19. KeepAlive报文 • KeepAlive报文只有报文头。 Marker(16 byte) Length(2 byte) Type(1 byte) 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  20. Unfeasible Routes Length Withdrawn Routes Path Attribute Length Path Attribute Network Layer Reachability Information Update报文 • Update报文由报文头加如下结构构成。 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  21. Error Code Error Subcode Data Notification报文 • Notification报文由报文头加如下结构构成。 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  22. Connect-Retry timer expiry TCP connection fails Connect-Retry timer expiry Active Connect TCP connection fails Others TCP connection setup Start Others TCP connection setup Open-sent Idle Error Correct OPEN packet received Error Error 1. KeepAlive timer expiry 2. Update received 3. KeepAlive received Open-confirm Established KeepAlive packet received KeepAlive timer expiry BGP协议的状态机 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  23. BGP协议中消息的应用 • 通过TCP建立BGP连接时，发送open消息 • 连接建立后，如果有路由需要发送或路由变化时，发送UPDATE消息通告对端路由信息 • 稳定后此时要定时发送KEEPALIVE消息以保持BGP连接的有效性 • 当本地BGP在运行中发现错误时，要发送NOTIFICATION消息通告BGP对端 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  24. 内容介绍 第一章 BGP路由协议的原理 第二章 BGP路由属性 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  25. BGP的路由属性 • 表达了路由的特征 • 过渡和非过渡的 • 必遵和可选的 • 便于扩展 • 截至目前共16种属性 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  26. 1、Origin 2、AS-Path 3、Next hop 4、MED 5、Local-Preference 6、Atomic-Aggregate 7、Aggregator 8、Community 常见BGP路由属性 9、Originator-ID 10、Cluster-List 11、Destination Pref (MCI) 12、Advertiser (Baynet) 13、Rcid-Path (Baynet) 14、MP_Reach_NLRI 15、MP_Unreach_NLRI 16、Extended_Communities 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  27. 起源 (Origin)属性 • 一般的，按如下方式决定一条路由的Origin属性： • 某条路由是直接而具体的注入到BGP路由表中的，则origin属性为IGP • 路由是通过EGP得到的，则origin属性为EGP • 其他情形下，Origin属性都为 Incomplete 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  28. AS路径（AS-Path）属性 D(18.0.0.0/8) AS300 AS200 RTA AS400 30.0.0.1 D,dl 400 300 200 30.0.0.2 RTB AS100 AS500 D,d2 500 200 D,d1 400 300 200 >D,d2 500 200 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  29. AS 387 问题？ ？ RTA Network=10.0.0.0/8 AS-Path=387 213 RTC RTB AS 213 10.0.0.0/8 Network=10.0.0.0/8 AS-Path=213 RTA会学到这条路由吗？？？ 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  30. Network=10.0.0.0/8 AS-Path=123 Network=10.0.0.0/8 AS-Path=123 123 123 预先规划AS-Path 最后路径 2 Mbps AS 462 Network=10.0.0.0/8 AS-Path=462 123 2 Mbps RTB RTA 64 kbps AS 123 10.0.0.0/8 默认选择 AS 387 用发送端的AS－number 来扩展 AS-path长度 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  31. 下一跳（Next Hop）属性 RTA 可经下一跳10.0.0.2到达18.0.0.0/8 可经下一跳10.0.0.3到达20.0.0.0/8 可经下一跳21.0.0.1到达19.0.0.0/8 RTC 可经下一跳10.0.0.1到达19.0.0.0/8 可经下一跳10.0.0.3到达20.0.0.0/8 AS200 RTC EBGP RTA 10.0.0.1 18.0.0.0/8 AS100 21.0.0.2 10.0.0.2 IBGP IBGP 20.0.0.0/8 21.0.0.1 10.0.0.3 RTD 19.0.0.0/8 RTB RTB 可经下一跳10.0.0.2到达18.0.0.0/8 可经下一跳10.0.0.3到达20.0.0.0/8 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  32. 本地优先级属性（Local-preference） 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  33. MED（Multi-Exit-DISC）属性 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  34. RTA RTB AS500 AS600 S0:160.1.1.1/24 S0:201.1.1.1/24 S1:160.1.1.2/24 S0:201.1.1.2/24 RTC AS700 BGP典型案例 • 故障现象： • 在RTC上没有选择通过RTA的链路（MED值较小）作为主链路 192.10.0.0/16 E0 E0 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  35. 团体（Community）属性 • 团体是一组有相同性质的目的地的路由,一个团体不限于一个网络或一个自治系统，它没有物理边界。公认的团体： • no-export • 不通告给联盟/AS外的BGP对等体 • no-advertise • 不通告给任何BGP对等体 • local-AS • 不通告给EBGP对等体 • Internet • 通告给所有其他路由器 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  36. BGP路由选择过程 • 综合起来，本地BGP路由选择的过程为： • 如果此路由的下一跳不可达，忽略此路由 • 选择本地优先级较大的路由 • 选择本地路由器始发的路由(本地优先级相同) • 选择AS路径较短的路由 • 依次选择起点类型为IGP,EGP,Incomplete类型的路由 • 选择MED较小的路由 • 选择RouterID较小的路由 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  37. 总 结 • BGP的通告原则 • BGP的属性应用 • BGP的选路原则 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  38. RFCs of BGP4 1930 Autonomous System的创建，选择和注册指导 1774 BGP-4 协议分析 1773 BGP-4 路由协议改进 1772 BGP在Internet中的应用 1771 深入探讨Border Gateway Protocol 4 (BGP-4) 1745 BGP4与IGP---OSPF 的互操作 1675 BGP MIB 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  39. RFCs of BGP4 1965 BGP 中Autonomous System 联盟 1997 BGP 团体属性 1998 BGP 团体属性在多宿主路由中的应用 2385 利用MD5验证保护BGP会话安全 2796 IBGP邻居的全连接 Vs. 路由反射器 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  40. RFCs of BGP4 扩展 2842 BGP-4 路由通告 2858 BGP-4 的MP－BGP的扩展 2918 BGP-4的路由更新 中国电信集团公司网络运行维护事业部

  41. 谢谢! 中国电信集团公司网络运行维护事业部

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