HCNP Routing&Switching之BGP基础

　　前文我们了解了路由注入带来的问题以及解决方案相关话题，回顾请参考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15362604.html；今天我们来学习下新的路由协议BGP；

　　BGP简介

　　BGP的前身EGP设计非常简单，只能在AS之间简单的传递路由信息，不会对路由进行任何优选，也没有考虑如何在AS之间避免路由环路等问题，因而EGP最终被BGP取代；相比于EGP，BGP更具有路由协议的特征，比如邻居的发现和邻居关系的建立；路由的获取，优选和通告；提供路由环路避免机制，并能够高效传递路由，维护大量的路由信息；在不完全信任的AS之间提供丰富的路由控制能力；

　　AS简介

　　在EGP（exterior gateway protocol，外部网关协议）协议中，引入了AS（autonomous system，自治系统）的概念；所谓AS就是指有同一个技术管理机构管理，使用统一选路策略的一些路由器的集合；ASN（as number，AS编号），主要用来区分不同AS，除了能标识不同自治系统外，它在BGP中还有关键性作用，比如最佳路由的选举、环路避免、路由过滤；；AS的内部使用IGP（interior gateway protocol，内部网关协议）来计算和发现路由，比如ospf，RIP，IS-IS等；同一个AS内部的路由器之间是相互信任的，因此IGP的路由计算和信息泛洪完全处于开放状态，人工干预很少；即IGP建立邻居，发送hello包，计算路由，发现路由都是自动的，只要配置好对应的动态路由协议以后，建立邻居，发送hello包，计算路由等一系列操作都是自动的；对于不同AS之间的连接需求推动了外部网关协议的发展，BGP作为一种外部网关协议，用于在AS之间进行路由控制和优选；使用BGP作为传递路由的协议，则用户的路由域被作为一个整体和其他路由与进行路由交换，这个路由域就是AS；AS的概念是若干台路由器以及这些路由器组成的网络集合，这些路由器均属于同一管理机构，并执行统一的路由策略；运行BGP协议需要一个统一的自治系统号来标识路由域，即AS编号；每个自治系统都有一个唯一的编号，这个编号由IANA（The Internet Assigned Numbers Authority，互联网数字分配机构）分配；2009年1月之前，只能使用最多2字节长度的AS编号，即AS编号范围为0-65535，0和65535是保留；其中1-64511为公有AS，64512-65534为私有AS；在2009年1月以后，IANA决定使用4直接长度AS，范围是65536-4294967295；

　　常见AS号及查询网站

　　中国电信163（4134）、中国电信CN2（4809）、中国网通（9929）；AS信息查询网站：https://whois.cnnic.cn/WhoisServlet；https://ip.sb/iana-asn/；查看自己属于哪个AS：https://ip.sb/；

　　BGP的基础作用

　　提示：如上图所示，BGP主要用于多个AS之间传递和控制路由信息；AS内部使用IGP来计算和发现路由，如ospf，IS-IS，RIP等；

　　BGP协议特点

　　提示：如上图所示，BGP可以可以跨越多跳路由器建立邻居关系；因为BGP是在AS之间传递路由，为保证数据的可靠性，BGP使用TCP作为其承载协议建立连接（主要是TCP可靠），因此与IGP逐跳路由器建立邻居不同，BGP可以跨越多跳路由器建立邻居关系；AS之间的路由器是不完全相互信任的，为实现路由按需求进行控制和优选，BGP设计了诸多属性；BGP是路径矢量协议，工作在TCP的179端口；仅支持增量式、触发式更新，它没有周期更新，提供定期存活消息验证TCP连接，即心跳包（keepalived）来检测邻居的存活，默认心跳包是每60秒发送一次，如果在3个周期都没有收到对方的心跳，此时对应BGP路由器就会认为对方挂了，即邻居断开；丰富的度量标准，即路径矢量或属性；专为大型互联网而设计，优于距离矢量协议；

　　为什么要使用BGP呢？

　　1、大量路由需要承载，IGP只能容纳千跳，而BGP可以容纳上万条路由；

　　2、支撑MPLS/VPN的应用，传递客户VPN路由；

　　3、策略能力强，可以很好的实现路由决策与数据控制；

　　BGP邻居概述

　　BGP Speakers：指运行BGP协议的路由器；

　　BGP Peers：指BGP邻居或者BGP对等体；

　　邻居关系建立在TCP连接的基础上，因此邻居不一定需要直连，可以通过IGP或静态路由来提供TCP连接的可达性；BGP建立邻居和IGP不同，IGP需要邻居直连（P2P除外，它可以不直连，但一般不推荐），使用组播，单播建立邻居，而BGP只能单播建立邻居；邻居必须手动指定，而非自动建立；建立邻居和IGP也不同，IGP协议只要配置好，对应邻居会自动发现，自动建立，而BGP必须手动指定，怎么建立邻居，和谁建立邻居；一台BGP路由器只能运行在一个AS内；这个AS我们可以类比ospf里的区域，对于BGP路由器来说，它只能属于一个AS，不像ospf一台路由器可以同时属于多个区域；

　　BGP邻居类型

　　提示：如上图所示，运行在相同AS内的BGP路由器建立的邻居关系为IBGP（Internal BGP）邻居；运行在不同AS之间的BGP路由器建立的邻居关系为EBGP（External BGP）邻居；

　　BGP基础配置

　　实验：如下拓扑，配置BGP邻居

　　分析：R1和R2在同一个AS内部，所以R1和R2他们建立IBGP邻居，而R2和R3他们处于不同AS，所以R2和R3只能建立EBGP邻居；

　　配置好各路由器的接口ip地址

　　R1的配置

　　R2的配置

　　R3的配置

　　在R1上配置BGP，指定R2为R1的邻居

　　提示：bgp 12后面的数字是指对应bgp所在as的编号，这个和IGP里面配置不同，IGP后面的数字是指对应进程号；其次手动指定邻居需要指定对应邻居的ip地址，以及邻居所属as编号；这样配置以后，R1就会向R2的12.0.0.2的179端口发起TCP三次握手，握手成功以后，开始建立邻居；

　　在R1上抓包

　　提示：可以看到R1向R2的179端口发送请求连接，但对方一直不搭理R1，所以导致R1的请求连接包一直被重置；其原因是R2上没有运行bgp，当然179端口也没有处于监听，所以R1一直不能建立连接；

　　在R2上配置BGP，并指定邻居为R1

　　查看R1上的抓包

　　提示：可以看到当R2配置好bgp，并指定邻居以后，对应R1TCP三次握手就成功了，对应成功以后，R1向R2发送open包，R2回复R1确认包；对应R2也会向R1发送tcp三次握手，握手成功以后，R2向R1发送open包，R1向R2发送open包，然后R1向R2发送心跳包，R2向R1发送心跳包，R1回复R2确认包；通过上述抓包过程可以看到，双方都需要建立TCP三次握手，并且建立成功以后，对应发送open包和心跳包；对应邻居建立成功；

　　验证：在R1查看bgp邻居