路由原理与设计之三--BGP路由协议

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1、第一章BGP路由协议原理    本课程详细介绍了BGP协议的基本原理和应用，学完之后相信您对BGP协议会有一个全面、深入的了解。1.1 BGP 协议概述BGP（BorderGatewayProtocol）是一种自治系统间的动态路由发现协议，它的基本功能是在自治系统间自动交换无环路的路由信息，通过交换带有自治系统号（AS）序列属性的路径可达信息，来构造自治区域的拓扑图，从而消除路由环路并实施用户配置的路由策略。与OSPF和RIP等在自治区域内部运行的协议对应，BGP是一类EGP（ExteriorGatewayProtocol）协议，而OSPF和RIP等为IGP（InteriorGateway

2、Protocol）协议。BGP协议经常用于ISP之间。    BGP协议从1989年以来就已经开始使用。它最早发布的三个版本分别是RFC1105（BGP-1）、RFC1163（BGP-2）和RFC1267（BGP-3），当前使用的是RFC1771（BGP-4）。随着INTERNET的飞速发展，路由表的体积也迅速增加，自治区域间路由信息的交换量越来越大，影响了网络的性能。BGP支持无类别域间选路CIDR（ClasslessInterdomainRouting），可以有效的减少日益增大的路由表。BGP-4正迅速成为事实上的Internet边界路由协议标准。特性描述如下：    BGP是一种外部

3、路由协议，与OSPF、RIP等的内部路由协议不同，其着眼点不在于发现和计算路由，而在于控制路由的传播和选择最好的路由。    通过携带AS路径信息，可以彻底解决路由循环问题。    为控制路由的传播和路由选择，它为路由附带属性信息。    BGP-4支持无类别域间选路CIDR（ClasslessInterDomainRouting），有时也称为supernetting，这是对BGP-3的一个重要改进。CIDR以一种全新的方法看待IP地址，不再区分A类网、B类网及C类网。例如一个非法的C类网络地址192.213.0.0（255.255.0.0）采用CIDR表示法192.213.0.0/16就

4、成为一个合法的超级网络，其中/16表示子网掩码由从地址左端开始的16比特构成。CIDR的引入简化了路由聚合（RoutesAggregation），路由聚合实际上是合并几个不同路由的过程，这样从通告几条路由变为广告一条路由，减化了路由表。    由于政治的、经济的原因，每个自治系统希望对路由进行过滤、选择和控制，因此，BGP-4提供了丰富的路由策略，它使得BGP便于扩展以支持因特网新的发展。    与OSPF，RIP等IGP协议相比，BGP的拓扑图要更抽象和粗略一些。因为IGP协议构造的是AS内部的路由器的拓扑结构图。IGP把路由器抽象成若干端点，把路由器之间的链路抽象成边，根据链路的状态等

5、参数和一定的度量标准，每条边配以一定的权值，生成拓扑图。根据此拓扑图选择代价（两点间经过的边的权值和）最小的路由。这里有一个假设，即路由器（端点）转发数据包是没有代价的。而在BGP中，拓扑图的端点是一个AS区域，边是AS之间的链路。此时，数据包经过一个端点（AS自治区域）时的代价就不能假设为0了，此代价要由IGP来负责计算。这体现了EGP和IGP是分层的关系。即IGP负责在AS内部选择花费最小的路由，EGP负责选择AS间花费最小的路由。    BGP作为EGP的一种，选择路由时考虑的是AS间的链路花费、AS区域内的花费（由BGP路由器配置）等因素。    为了减小路由表的体积和发送路由的通

6、信量，BGP还支持CIDR（ClasslessInterDomainRouting）。它使用带有较短的掩码（相对于自然掩码）的路由来在一条路由中表达更多的路由信息。如从202.112.1.0/24－202.112.254.0/24可以使用202.112.0.0/16表示，从而减小了路由表的体积和发送路由信息时的网络流量。1.2 BGP 可靠的路由更新    使用TCP作为其传输层协议，提高了协议的可靠性。    路由更新时，BGP只发送增量路由，大大减少了BGP传播路由所占用的带宽，适用于在Internet上传播大量的路由信息。    内部网关协议IGP需引入AS自治区域内部网络拓扑图其它

7、各点的路由，同时向其它端点发送本端点（路由器）所知的路由，如直接路由、静态路由等。作为外部网关协议，BGP发送和引入路由的单位是整个AS自治区域，即BGP要发送本地路由器所在的AS内部的所有路由，引入其它AS自治区域的所有路由（假设不使用路由策略控制发送和引入）。其路由数量显然要远远大于IGP发送和引入的路由数量。因此，类似于IGP那样定时对外广播路由信息是不可取的。BGP采用发送路由增量（Incremental）的方法