Network系列：BGP基础及关系建立过程（一）
1. BGP基础概念
1.1 AS
- OSPF、IS-IS等IGP路由协议在组织机构网络内部广泛应用，随着网络规模扩大，网络中路由数量不断增长，IGP已无法管理大规模网络，AS的概念由此诞生。
- AS指的是在同一个组织管理下，使用统一选路策略的设备集合。
当不同AS之间需要进行通信时，在AS之间应使用何种路由协议进行路由的传递？
1.2 使用IGP传递路由
- AS之间需要直连链路，或通过VPN协议构造逻辑直连（例如GRE Tunnel）进行邻居建立。
- AS之间可能是不同的机构、公司，相互之间无法完全信任，使用IGP可能存在暴露AS内部的网络信息的风险。
- 整个网络规模扩大，路由数量进一步增加，路由表规模变大，路由收敛变慢，设备性能消耗加大。
1.3 使用BGP传递路由
为此在AS之间专门使用BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）协议进行路由传递，相较于传统的IGP协议：
- BGP基于TCP，只要能够建立TCP连接即可建立BGP。
- 只传递路由信息，不会暴露AS内的拓扑信息。
- 触发式更新，而不是进行周期性更新。
1.4 BGP在企业中应用
1.5 BGP的特点
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BGP通常被称为路径矢量路由协议（Path-Vector Routing Protocol）。
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每条BGP路由都携带多种路径属性（Path attribute），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Cost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合适的路径控制方式。
BGP的特点：
- BGP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，而不是周期性路由更新。
- BGP能够承载大批量的路由信息，能够支撑大规模网络。
- BGP提供了丰富的路由策略，能够灵活的进行路由选路，并能指导对等体按策略发布路由。
- BGP能够支撑MPLS/VPN的应用，传递客户VPN路由。
- BGP提供了路由聚合和路由衰减功能用于防止路由振荡，通过这两项功能有效地提高了网络稳定性。
1.6 BGP对等体关系
与OSPF、IS-IS等协议不同，BGP的会话是基于TCP建立的。建立BGP对等体关系的两台路由器并不要求必须直连。BGP存在两种对等体关系类型：EBGP及IBGP：
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EBGP（External BGP）：位于不同自治系统的BGP路由器之间的BGP对等体关系。两台路由器之间要建立EBGP对等体关系，必须满足两个条件：
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两个路由器所属AS不同（即AS号不同）。
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在配置EBGP时，Peer命令所指定的对等体IP地址要求路由可达，并且TCP连接能够正确建立。
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IBGP（Internal BGP）：位于相同自治系统的BGP路由器之间的BGP邻接关系。
2. BGP关系建立过程
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先启动BGP的一端先发起TCP连接，R1先启动BGP，R1使用随机端口号向R2的179端口发起TCP连接，完成TCP连接的建立。
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三次握手建立完成之后，R1、R2之间相互发送Open报文，携带参数用于对等体建立，参数协商正常之后双方相互发送Keepalive报文，收到对端发送的Keepalive报文之后对等体建立成功，同时双方定期发送Keepalive报文用于保持连接。
其中Open报文中携带：
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My Autonomous System：自身AS号
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Hold Time：用于协商后续Keepalive报文发送时间
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BGP Identifier：自身Router ID
Tips：BGP建立对等体的对等体都会发起TCP三次握手，所以会建立两个TCP连接，但是实际BGP只会保留其中一个TCP连接，从Open报文中获取对端BGP Identifier之后BGP对等体会比较本端的Router ID和对端的Router ID大小，如果本端Router ID小于对端Router ID，则会关闭本地建立的TCP连接，使用由对端主动发起创建的TCP连接进行后续的BGP报文交互。
BGP对等体关系建立之后，BGP路由器发送BGP Update（更新）报文通告路由到对等体。
指定TCP连接源地址
- 缺省情况下，BGP使用报文出接口作为TCP连接的本地接口。
- 在部署IBGP对等体关系时，建议使用Loopback地址作为更新源地址。Loopback接口非常稳定，而且可以借助AS内的IGP和冗余拓扑来保证可靠性。
- 在部署EBGP对等体关系时，通常使用直连接口的IP地址作为源地址，如若使用Loopback接口建立EBGP对等体关系，则应注意EBGP多跳问题。
一般而言在AS内部，网络具备一定的冗余性。在R1与R3之间，如果采用直连接口建IBGP邻居关系，那么一旦接口或者直连链路发生故障，BGP会话也就断了，但是事实上，由于冗余链路的存在，R1与R3之间的IP连通性其实并没有DOWN（仍然可以通过R4到达彼此）。
