为什么要使用BGP？

BGP是怎么来的？为什么要使用BGP？

路由协议的分类

分类	包含协议	说明
IGP：用于域（AS）内路由选择。	RIP	距离矢量协议，多用于小型网络。
	ISIS	链路状态协议，多用于运营商网络。
	OSPF	链路状态协议，多用于企业中大型网络。
	EIGRP	CISCO私有路由协议，增强型距离矢量协议。
EGP：用于域（AS）间路由选择。	EGP	BGP的前身，目前已经不再使用。
	BGP	事实上目前唯一的域间路由选择协议。

ISPA和ISPB通过一条高速链路连接在一起，两个ISP想把各自的路由通告给对方。

区域间为什么不使用RIP协议？

ISPA和ISPB的边界路由设备必须有一个同步的过程，也就是说当R1和R2在建立邻居的时候，需要把自己的整个路由表传输给对方。而传统的RIP协议是使用UDP作为自己的传输协议的，这个协议的最大缺点就是不可靠，不适合传输大量的数据。

缺省情况下，RIP协议的路由更新报文的发送间隔为30秒，这样如果ISPA和ISPB的路由表非常大（达到100000条），30秒得时间间隔尚且不够完成路由的通告，这样整个高速链路就完全为RIP通告服务，而不能转发其他数据了。

解决区域间的问题思路

路由传递，一些路由数据的丢失，造成这个问题的主要原因是RIP使用的基础是UDP，UDP的特点不可靠。那如果采用TCP，TCP的特点就在于可靠。这样就解决了路由数据丢失的问题。

其次，由于RIP每隔30秒就会同步一次路由表，在之前路由条数相对比较少的情况下，尚可应付。现在面对规模如此巨大的路由表，难免不可支撑。这个问题也好解决，那就取消每隔30秒全量同步路由的机制，改为增量通告规则：如果路由没有变化，则不发任何通告；如果是路由增加，则通告给对方增加的路由；如果是路由删除，则通告给对方删除的路由；如果是路由修改，则首先通告一个路由删除，再通告一个路由增加。

这就是BGP协议的由来。在RIP协议上加以优化和改进。

那么采用TCP是怎么设计的？

• TCP面向连接，基于TCP的协议必然有一个先建立连接的过程。要先建立连接，两端的设备就必须先互相知道对方的IP地址，并且路由可达。那么是采用静态配置的方式，还是动态建立连接的方式呢？BGP采用的是静态配置的方式，只要双方指定的地址路由可达，就可以建立连接。这样做有以下好处：可以与对端设备用任何IP地址建立邻居，而不限于某个固定接口的IP。这样，我们就可以采用环回地址而非直连接口地址建立BGP邻居，两台设备之间如果主链路中断了，只要有备份链路存在，就可以把流量切换到备份链路上，保持邻居不断，增加了BGP连接的稳定性。可以跨越多台设备建立邻居。由于是静态配置的方式，不一定只有直连设备才能建立BGP邻居，只要双方指定的地址路由可达（通过IGP或者静态路由），就可以建立邻居，这在AS内部建立IBGP连接时，就不用所有设备之间都建立IBGP连接。IBGP会在本期后面内容中提及。

• 知道对方IP地址后，BGP会通过发送open报文来进行邻居的建立。如果连接不能建立，说明对端设备状态不正常，于是会等待一段时间再进行连接的建立，这个过程一直重复，直到建立连接。

• 连接建立后，就可以进行路由表的同步了，BGP通过发送update报文进行路由表的同步。

• 路由表同步完成后，并不是马上拆除这个连接，因为随时有可能会有路由的更新或者删除，建立TCP连接是一个非常耗费资源的过程，所以BGP通过定期发送keepalive报文进行TCP连接的维持，这样就可以不用重新建立连接，立刻就可以进行路由更新。

• 如果经过一段时间（一般是3个keepalive报文发送周期）还没有收到对方的keepalive报文时，我们就认为对方出现了问题，于是可以拆除该TCP连接，并且把从对方收到的路由全部删除。

举例说明

这是一个典型的BGP应用组网。图中，有3个AS，AS之间运行BGP协议。 AS65008域内运行OSPF协议。R1和R5上只运行BGP协议，R2和R4上运行OSPF和BGP协议，R3上只运行OSPF协议。这里先解释下EBGP和IBGP。

EBGP：运行于AS之间两台设备的BGP关系。如图中R1和R2、R4和R5

IBGP：运行于AS内部两台设备的BGP关系。如图中R2和R4

AS内部不是有IGP么，为什么还要建立IBGP关系？

这是因为如果R2和R4之间不建立BGP关系，那么如果R1要把路由传递给R5，经过AS65008时，就只能把BGP路由引入到IGP中，通过IGP进行传递。而把数以10万计的BGP路由引入到IGP中的后果是灾难性的。所以上图中，R2和R4之间建立了IBGP的关系。值得一提的是，如上文所提及，由于BGP是通过静态配置的方式建立TCP连接，所以并非只能在两台直连的设备上建立BGP关系，如上图，R2和R4间通过OSPF路由可达，可以建立IBGP关系。

如果R2和R4之间不建立IBGP会怎么样？答案是：数据包却无法传递给R4、R5。

这里，我们对路由的传递过程和数据包的传递过程分别进行分析。

路由的传递过程

R1―R2：由于两台设备直连，并且建立EBGP关系，R1可以直接发送update报文至R2。

R2―R4：两台路由非直连，但是两台路由建立了IBGP关系，R2将update报文发送给R4。即该update报文的目的IP是R4，于是R2查询自己的路由表，由于域内运行了OSPF协议，通过OSPF，R2查询到去R4的下一跳是R3，于是将该update报文发给R3，R3收到该报文后，虽然没有运行BGP协议，但是根据报文的目的IP，将该update报文发送给R4。

R4―R5：同样，两台设备直连，并且建立EBGP关系，R4可以直接发送update报文至R5。

这样，路由的传递就完成了。

数据包的传递过程

R5―R4：R5发送的数据包，源IP是R5，目的IP是R1，于是R5查询路由表，因为从R4收到一条R1的路由，该路由的下一跳标识为R4。于是将数据包发送给R4。

R4―R2：当R4收到从R5发过来的数据包时，该数据包的源IP是R5，目的IP是R1。于是，R4查询路由表，发现去往R1的路由下一跳是R2（我们假定R2上配置了peer next-hop-local命令），由于下一跳非直连，于是R4查询去R2的下一跳。由于域内运行了OSPF，R4发现，去R2的下一跳是R3，于是将数据包发给了R3。当R3收到该数据包时，由于数据包的目的IP是R1的IP，但是R3并没有运行BGP，所以R3上没有R1的路由。于是R3将该数据包丢弃。

这就是经常说到的数据层面的“路由黑洞”。

peer next-hop-local命令一般在ASBR（Autonomous System Boundary Router）上配置。 当设备通过EBGP邻居学到路由再转发给其他IBGP邻居时，默认不修改下一跳，但其EBGP邻居发来的路由的下一跳都是其EBGP邻居的Peer地址，本端对等体所属AS域内的IBGP邻居收到这样的路由后，由于下一跳不可达导致路由无法活跃。 因此，需要在ASBR上对IBGP邻居配置peer next-hop-local命令，使得发给IBGP邻居的路由的下一跳是其自身的地址，IBGP邻居收到这样的路由后（由于域内都配置了IGP）发现下一跳可达，路由即为活跃路由。

解决路由黑洞的几个方法

1：根据BGP同步机制将BGP路由引入到IGP中。（S系列交换机缺省不启用BGP同步机制，但可以通过命令synchronization命令启用），这个方案的弊端上文已经说明。

2：物理全连接：以上图为例，如果AS65008内三台设备均通过物理线路连接起来，则R4可以直接将数据包发送给R2，而不需要通过R3转发。这个方案的弊端在于物理线路的铺设非常麻烦。

3：逻辑全连接：以上图为例，如果AS65008内三台设备均启用BGP进程，并且两两建立IBGP连接，则R3上也有R1的路由。可以成功转发数据。这个方案的弊端在于如果设备数量非常多，大量IBGP的连接难于管理。