IDC机房运维必看的BGP技术知识

BGP的使用场景和机房挺贴合的，你比如有很多机房就是BGP机房。类似OSPF、IS-IS这些路由协议，它们有一个共同点：这些都是 IGP（内部网关协议），只在我们的自治系统内使用它们，但它们不可扩展以用于像 Internet 这样大的网络，因为公网上的路由数量是非常庞大的。虽然学了非常多IGP协议，但它们有一个共同点——它们都想找到到达目的地的最短路径。而当我们查看 Internet 时，我们并不关心找到最短路径，而是能够操纵流量路径更为重要，我们目前在 Internet 上使用的路由协议只有一种，即 BGP。”

大家有没有发现这样一种现象？

平时，当我们在购买虚拟主机、vps（Virtual Private Server 虚拟专用服务器）和云主机等主机产品时，往往会涉及到线路选择，而在线路选择中，我们经常会看到其中有BGP机房。那么，究竟什么是BGP？BGP机房又是什么意思呢？

什么是BGP？

BGP是边界网关协议Border Gateway Protocol的简称，是用来连接Internet上的独立系统的路由选择协议。随着网络不断扩大，为了方便管理网络被分为了很多不同的AS（Autonomous System -自治系统。指在一个/多个组织管辖下的所有IP网络和路由器的全体，它们对互联网执行共同的路由策略。也就是说，对于互联网来说，一个AS是一个独立的整体网络。而BGP实现的网络自治也是指各个AS自治。每个AS有自己唯一的编号）。

为了方便不同AS之间可以动态的交互路由信息，经过不断发展产生了我们敬畏的BGP (Border Gateway Protocol，边界网关协议），BGP可以做到路由优选、避免路由环路、更高效率传递路由和维护大量的路由信息。

BGP主要用于互联网AS（自治系统）之间的互联，它最主要的功能在于控制路由的传播和选择最好的路由。相对于传统的双IP双线技术，采用BGP技术的机房，服务器的上行路由与下行路由都能选择最优的路径，所以能真正实现高速的单IP高速访问，并且BGP还有冗余备份、消除环路的特点，当一条线路出问题时会自动切换到其他正常线路上。

BGP和IGP协议有什么区别？

IGP的协议是针对同一个AS网络来设计的，一个自治网络的规模一般都不大，所以设计的时候就没有考虑大规模网络的情况。而当一个自治网络足够大时，OSPF（IGP协议的一种）存在性能瓶颈。BGP本身就是为了在Internet工作，其设计就是为了满足大型网络的要求，所以大型私有IP网络内部可以使用IBGP。

BGP原理概述

BGP基于TCP（三次握手比较安全），只要能够建立TCP连接即可建立BGP，而要想建立TCP连接就必须有对方的路由，所以我们要想建立BGP就要事先把各设备通过IGP协议进行连接，也可以理解为BGP就是基于IGP的四层协议（其实是三层协议）。

通过IGP把各设备邻居关系建立起来后我们就可以在此基础上配置BGP邻居关系，不同系统间用EBGP，同系统间用IEGP，然后在BFD模式下通过宣告、引入、聚合IGP路由条目的方式发布路由，而我们就需要在考虑路由通告原则的基础上随心所欲的让指定目标学习到这些路由，这也就达到了我们BGP传输路由（大量）的目的。

IGP的关注点：

1.选路佳。计算未知网段的路由信息，选出来的路是最佳选路。

2.收敛快。过程越快越好，效率越高越好。

3.占用资源少。越小越好，不去影响内网体验。

BGP协议的关注点：

1.可控性。AS之间需要传递大量的路由信息，所谓可控，就是可以更方便的干涉选路，更容易做路由策略。

注：为了保证可控型，BGP舍弃了开销值。取而代之的是BGP给每条路由信息附加了很多路径属性。之后，可以通过这些属性来进行选路。因为多种属性的存在，将导致我们的选路变的更加的灵活和方便。使得BGP协议具有强大的可操控型。因为BGP协议需要传递大量的路由信息，所以，其本身不可能存在周期更新机制。BGP仅存在触发更新。

2.可靠性。需要保证数据传输的可靠。BGP为了保证传输的可靠性，其传输层协议直接选择使用TCP协议。使用TCP的179号端口进行工作。

BGP的工作过程

1.基于IGP协议实现IP可达。

2.指定邻居关系，通过三次握手，建立TCP的会话通道。之后所有BGP的数据报都将基于TCP会话通道来进行传递。

3.使用open报文和keeplive报文进行邻居关系的建立。之后将邻居关系收集到一张表中，即邻居表。

4.通过update报文传递路由信息。传递的路由条目信息中主要包含目标网络号，掩码信息，以及各种路径属性。之后，设备会将所有自己发出的以及收到的路由信息记录在一张表中，即BGP表。

5.之后将BGP表中的最优路径加载到路由表中。

6.收敛完成后，BGP将周期使用keeplive报文进行保活。保活时间默认为180S，周期发送时间默认为保活时间的1/3，即60S。

7.若出现错误信息，将使用notification报文进行告警。

8.若发生结构突变，则将使用update报文进行触发更行。

我们都清楚，BGP在现网中的应用非常广泛。但如果大家对于路由协议没有全面的理解，那么很容易觉得“BGP的意义不大”，这也是很多初学BGP的同学们最容易产生的感觉。

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