[Cloud Networking] BGP
1. AS (Autonomous System)
由于互联网规模庞大,所以网络会被分为许多 自治系统(AS-Autonomous system)。
| 所属类型 | ASN | 名称 | IPv4 数量 | IPv6数量 |
|---|---|---|---|---|
| 运营商ISP | AS3356 | LEVEL3 - Level 3 Parent, LLC, US | 29,798,832 | 73,301,954,048 |
| 互联网企业 | AS15169 | GOOGLE-Google LLC,US | 14,223,104 | 103,096,123,392 |
| 互联网企业 | AS8075 | AS8075 Microsoft Corporation,LLC,US | 55,327,7448 | 9,223,372,036,854,775,808 |
在长度为16bit的AS号表示方式中:64512-65534为私有AS号,1-64511为公有AS号。在长度为32bit的AS号表示方式中:4200000000-4294967294为私有AS号。
2. 路由协议 (Routing Protocol)
AS内部的路由器全部运行在同样的路由算法,AS之间是互联的,所以每个AS中一个或多个路由器用于不同AS之间的通信,这些路由器称为 网关路由器,用于将AS之外的目的地址转发分组。
所以路由选择协议可以划分为两大类:内部网关协议和外部网关协议。
AS之间的路由选择也叫做 域间路由选择,AS内部的路由选择叫做 域内路由选择。

内部网关协议 IGP(interior gateway protocol),常见的有 RIP、OSPF 协议
外部网关协议 EGP(external gateway protocol),常见的有BGP、IS-IS协议

3. BGP

Interior Routers 域内路由器,Border Routers 域间路由器:用于连接不同AS,属于网络的backbone。
BGP(Border Gateway Protocol)是AS之间交换路由信息的路由协议。
每个Border Routers上运行BGP协议,每个Border Router维护一张到其他AS的路径信息表。
3.1 BGP 数据包
BGP基于TCP 的179端口,故BGP协议中所有数据包均需要TCP建立成功后,基于TCP进行可靠传输。
其数据包包括
1 Open:负责建立邻居关系,携带 route-ie
2. Keeplive: 周期查询邻居关系是否存在,保持TCP会话
3. Update:携带路由条目,目标网络号和各种信息
4. Notification:出现错误数据时收发更新
3.2 BGP状态机
如图所示BGP的状态机展示邻居关系建立过程中的状态变化,路由器启动BGP之后,将处于IDLE状态,手动指定邻居关系后,BGP进入检察环节,基于路由表检查制定IP地址的可达性并尝试建立TCP会话,进入Connect状态。

3.3 BGP 路由黑洞 + 防环
BGP 路由黑洞是因为BGP协议支持非直连,所以可能造成控制层流量可达,但是数据层流量经过没有运行BGP设备时,无法通过形成黑洞,解决方法:
- 所有设备运行BGP
- BGP重新发布到IGP中
- MPLS
BGP同步原则:BGP要求,当一台设备接收到一条路由信息时,不能通告给自己的EBGP对等体,除非自己还通过IGP协议学习到同一条路由信息。
BGP水平分割:当一台设备从自己的IBGP对等体学到一条路由信息,它不能再出传递给其他的IBGP对等体。从而防止环路,但是也会造成路由传递障碍,解决方式:
- 建立全联IBGP对等体:但可能造成网络可拓展性降低,占用大量资源
- 路由反射器
- 联邦
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