引入
學習過路由協定的我們都知道，路由協定按管理能力範圍來分類的話分為内部網關路由協定----IGP以及外部網關路由協定----EGP。IGP裡面的OSPF、RIP、ISIS等協定想必我們都很熟悉或者了解了，今天來分享一下屬于外部網關路由協定的BGP協定（“路徑矢量”路由協定）
一、起源背景
在早期網絡規模優先，路由數量比較少的時候，所有路由器之間運作如RIP、OSPF等路由協定就可以滿足要求。但随着網絡規模的不斷擴大，路由數目的不斷增多，之前運作的路由協定不堪負重，是以産生了自治系統（Autonomous System,AS）的概念，也稱路由域。通過在域内運作内部路由協定學習和維護路由，在域間運作另外一種路由協定進行域間路由交換與管理的需求，推動産生了外部網關路由協定（Exterior Gateway Protocol,EGP）。但EGP設計非常簡單，不能滿足網絡管理的需求，以至于被邊界網關協定（Border Gateway Protocol,BGP）所取代。
二、BGP協定特性
1.BGP是一種外部網關協定，與OSPF、RIP等内部網關協定不同，BGP關心的重點不在于發現和計算路由，而在于AS之間傳遞路由資訊以及控制優化路由資訊。
2.BGP是一種“路徑矢量”路由協定，其路由資訊中攜帶了所經過的全部AS路徑清單。如果收到該路由資訊的BGP路由器發現該路由資訊的起源AS與自身的AS相同，則丢棄此條路由資訊，這樣從根本上避免了AS之間産生環路的可能性。
3.BGP被TCP協定封裝，端口号為179。BGP也通過TCP的可靠傳輸、重傳、排序等機制保證了BGP協定消息互動的可靠性。
4.BGP支援無類别域間路由（Classless Inter-Domain Routing,CIDR）和路由聚合，可以在一定程度上控制路由表的快速增長，并降低了路由查找的複雜度。
5.BGP與RIP協定有相同之處，同樣會将自己的全部路由資訊通告給自己的鄰居，但和RIP不同的地方在于，BGP隻在鄰居關系建立之後發送全部路由資訊，此後就算路由表有變化，也隻是發送增量部分給鄰居，而不是再次發送全部路由表給鄰居。這樣大大減少了帶寬的消耗，也降低了路由器CPU和記憶體資源的消耗。
6.BGP最重要的特性是豐富的路由屬性以及強大的路由過濾和路由政策。通過使用路由政策等方法來改變路由屬性，或根據路由更新資訊中的屬性來實作路由過濾和路由政策，使BGP能夠靈活地對路由進行選路和控制。
三、基本術語
- BGP發言者（BGP Speaker）：運作BGP協定的路由器就是BGP發言者，它者接收或産生新的路由資訊，并釋出給其他的BGP發言者。如上圖，RTA、RTB、RTD、RTE都運作BGP協定，都釋出BGP消息，是以都是BGP發言者。
- Router ID（RID）：是一個32b的無符号整數，用來唯一辨別一台路由器。路由器如果運作BGP協定就必須存在Router ID，用以建立鄰居。Router ID可以由管理者手動指定或由協定自動選舉，一般都是由管理者手動指定。
- BGP對等體（BGP Peer）：互相之間存在TCP連接配接、互相交換路由資訊的BGP發言者之間互稱為對等體，也叫做BGP鄰居。如上圖，RTA和RTB互為對等體，RTB和RTD互為對等體。
- EBGP對等體（External BGP Peer）：BGP對等體處于不同自治系統時，稱為EBGP對等體，也稱作EBGP鄰居。如上圖RTA是RTB的對等體，RTE是RTD的對等體。 從EBGP獲得的路由，會向所有的BGP對等體（包括EBGP和IBGP對等體）轉發，但不向原釋出者轉發。
注意：雖然BGP連接配接是基于TCP的，但通常情況下，BGP協定要求建立EBGP連接配接的路由器之間具有直連的實體鍊路（即EBGP預設TTL=1）。當然，若要建立RBGP連接配接的路由器之間不是實體直達的，也可以通過将TTL值改大（即允許它們之間經過實體多跳）來建立EBGP連接配接。
- IBGP對等體（Internal BGP Peer）：BGP對等體處于同一自治系統内，稱為IBGP對等體，也稱為IBGP鄰居。如上圖，RTB是RTD的IBGP對等體。從IBGP獲得的路由，不向它的對等體轉發。
注意：IBGP對等體不要求實體直連，隻要TCP可達，且在同一自治系統内，就可以建立IBGP對等體。
雖然BGP是基于TCP的，但TCP是以點到點的方式來傳播封包的，是以BGP連接配接也隻能是點到點的方式。而BGP也是距離矢量路由協定，為了防止環路的産生，協定規定BGP發言者從IBGP獲得的路由資訊不能向其他的IBGP轉發。因而，要保證運作了BGP協定的AS内所有的路由器的路由資訊相同，就需要進行IBGP全連接配接。如上圖所示，若隻是進行部分連接配接，RTA從RTB學到的路由資訊不會釋出給RTC，這樣RTB和RTC就不能學到對方的路由，若進行了全連接配接，則可以互相學習路由。
三、BGP的消息及狀态機
1）五種消息
BGP擁有五種消息類型，分别是Open、Keepalive、Update、Notification以及Route-refresh。各個消息的具體作用如下圖所示：
2）狀态機
- Idle狀态（空閑狀态）：此狀态為初始狀态，不接受任何BGP連接配接，等待start事件的産生。如果有start事件産生則系統開啟ConnectRetry定時器，向鄰居發起TCP連接配接，并将狀态變為Connect。
- Connect狀态（連接配接狀态）：在Connect狀态，系統會等待TCP連接配接建立完成。如果TCP狀态為Established，則拆除ConnectRetry定時器，并發送Open消息，将狀态變為Open-sent；如果TCP連接配接失敗則重置ConnectRetry定時器并轉為Active狀态；如果ConnectRetry timer expired（重傳定時器）逾時，則重新連接配接，系統仍處于Connect狀态。
- Active狀态（活躍狀态）：如果已經有啟動事件但TCP連接配接未完成則處于Active狀态。在Active狀态時，系統會響應ConnectRetry timer expired事件，重新進行TCP連接配接，同時重置ConnectRetry定時器，變為Connect狀态；如果與對方的TCP連接配接建立成功，則發送Open消息，将狀态變為Open-sent，并清除ConnectRetry定時器，重置HoldTime定時器。
- Open-sent狀态（Open消息已發送）：此狀态表明系統已發送Open消息，在等待BGP鄰居發給自己的Open消息。如果收到BGP鄰居發來的Open消息且消息沒有錯誤，則轉向Open-Confirm狀态，同時将HoldTime定時器的值置為協商值，發送KeepActive消息并置KeepActive定時器；如果消息有錯誤，則發送Notification消息并斷開連接配接。
- Open-Confirm狀态（Open消息确認）：此狀态表明系統已發出KeepActive消息，并等待BGP鄰居的KeepActive消息。如果收到KeepActive消息，則轉向Established狀态并重置HoldTime定時器；如果KeepActive定時器逾時，則重置并發送KeepActive消息；如果收到Notification消息，則斷開連接配接。
- Established狀态（連接配接建立）：如果處于Established狀态，則說明BGP連接配接建立完成，可以發送Update消息交換路由資訊；如果KeepActive定時器逾時，則重置KeepActive定時器并發送KeepActive消息；如果收到KeepActive消息，則重置HoldTime定時器；如果檢測到錯誤或者收到Notification消息，則斷開連接配接。
注意：在除了Idle狀态外的其他五個狀态任何時候出現錯誤時，BGP狀态就都會退回到Idle狀态。
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