HCIP(华为高级网络安全工程师)(第十一天)(BGP协议1)
作者：互联网
目录
BGP --- 边界网关协议
IGP --- 内部网关协议 --- RIP OSPF
EGP --- 外部网关协议 --- BGP
AS --- 自治系统 --- 由单一的机构或组织所管理的一系列IP网络及设备所构成集合。
为什么要划分AS？
划分AS的原因：
1，网络范围太大，协议跑不过来；
2，自治管理
为了方便对自治系统进行管理，我们给每一个自治系统设计了一个编号 --- AS号 --- 16位二进制构成 --- 取值范围：0 ~ 65535，其中0和65535为保留；AS号的可用值范围为1 ~ 65534 --- 其中64512 ~ 65534被设定为私有AS号，剩下的为公有AS号。
因为传统的AS号存在不够用的情况，所以，目前大部分设备均支持拓展的AS号 --- 32位二进制构成。
BGP协议 --- 目前在IPV4环境下 --- BGPV4 --- 目前市场上也存在BGPV4+ --- 在BGPV4的基础上，可以支持多种地址族
AS之间相互获取路由信息可以使用重发布，但是以重发布作为解决方案存在问题：
1，选路不佳 --- 重发布在导入路由时会洗掉开销值。
2，ASBR的归属问题
BGP协议 --- 无类别的路径矢量协议
无类别 --- 传递路由信息时携带子网掩码
路径矢量与距离矢量的区别
1，距离矢量中的距离指的是协议将一个路由器作为一跳来计算开销。而路径矢量是以一个AS作为一个单位来传递信息的。
2，距离矢量型协议的分发是根据算法来分的，但是BGP协议不存在算法的概念，因为BGP协议不需要去计算路由，只需要将现有的传递到自己的邻居处即可。
EGP
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，更容易做策略。--- 弥补重发布的不足
为了保证路由传递的可控性，更方便干涉选路，BGP协议舍弃了开销值，取而代之的是他为路由信息设计了很多路径属性。可以通过属性进行选路，使的选路过程更加灵活，可控性更高。
2，可靠性
BGP协议为了保证传输的可靠性，直接选择TCP协议作为传输层的协议来完成数据收发 --- 使用的是TCP 179号端口
使用TCP协议通讯造成的问题是，传输效率降低，只能实现单播通讯（TCP需要去建立会话），占用资源会加大 --- 使用TCP之后，便不能通过广播或者组播去自动发现邻居进行通信了。
BGP协议可以实现非直连建邻，非直连建邻的前提条件是邻居双方网络可达 --- BGP的非直连建邻是建立在IGP的基础上
我们可以根据邻居关系的建立情况，将BGP的邻居关系分为两种
AS之间：EBGP对等体 --- 如果建立对等体的两台路由器位于不同的AS中，则他们的关系被称为EBGP对等体关系。
AS内部：IBGP对等体 --- 如果建立对等体的两台路由器位于同一个AS中，则他们的关系被称为IBGP对等体关系。
因为EBGP对等体之间一般采用直连建邻的方法，所以，我们将EBGP对等体之间的数据包中的TTL值设置为1；而IBGP对等体之间往往需要非直连建邻，所以，IBGP对等体之间的数据报中的TTL值我们设置为255；当然，如果EBGP对等体之间需要非直连建邻，则需要手工修改TTL值。
3,AS-BY-AS
BGP将一个AS作为一个单位来看待。
BGP的一个特性：BGP是不支持负载均衡。
BGP的整个工作过程
1，BGP的数据包
ospf的hello包 --- 周期发现，建立和保活邻居关系。
发现邻居的任务 --- 在BGP中由手工指定邻居关系来替代
建立邻居的任务 --- 在BGP中由OPEN报文来承担
保活邻居的任务 --- 在BGP中由Keeplive报文来承担
1、Open包 --- 建立邻居关系
AS号：在手工建立邻居关系时声明的邻居的AS号。对端收到后会检查其是否和本地的AS号一致，一致则正常建立邻居关系。
认证：BGP也可以在建邻时做认证，需要比对双方认证口令，不一致则无法建立邻居关系。
Router-ID：主要区分和标定路由器。OPEN报文中携带RID的目的是为了确保双方的RID不一致。确保其唯一性，如果相同，则无法正常建立邻居关系。RID 也是由32位二进制构成，并且遵循IP地址的格式。也可以通过两种方法获取，一种是手工配置；另一种是自动获取。（先在自己路由器的环回接口中选择最大的IP地址作为RID，如果没有环回接口，则在自己物理接口中选择IP地址最大的作为RID）
注意：在接受邻居数据包时，其中的源IP地址必须和手工指定的邻居的IP地址一致才可以正常建立邻居关系。（这个地址将作为之后的更新源地址）
OPEN报文在建立邻居关系的时候也会携带保活时间（hold time）这个参数 --- 这个参数默认值为180S（即180S内若收不到对方发送的keeplive包或者Update包则将判定BGP链接中断） 双方建邻时携带这个值，但是并不要求必须相同。但是，执行时必须相同，所以，将会选择二者中较小的作为执行时间。
OPEN报文中也会将自身是否支持路由刷新功能的相关参数进行携带，双方进行协商，如果都支持，则可以开启路由刷新功能。
2、Keeplive包 --- 仅完成周期保活即可（保活TCP会话），不需要携带太多的参数，也不具备太多的功能。
Keeplive报文的发送周期 --- 保活时间（hold time）的1/3，保活时间默认为180S，则周期发送时间默认为60S。
KeepLive包还有一个作用 --- 在收到对方发送的OPEN报文后，临时充当确认包的作用。 --- TCP本身具有确认机制，可以确保传输的可靠性，这里的确认主要是确认OPEN报文中携带的参数，如果认同对方的参数，则将回复Keeplive包进行确认。
3、Update包 --- 更新包 --- 携带路由信息的数据包 --- 包括目标网段，子网掩码信息以及BGP的各种属性
在Update包中存在撤销路由字段，我们可以直接将不可达的路由信息放在该字段下进行通告，以达到传递失效信息的目的。而不需要像RIP那样采用带毒传输的方式。
4、Notification包 --- BGP设计的一个告警机制 --- 当BGP检测到一个错误的时候，他将会用这个包进行告警，告知对端错误点在哪
5、Route-refresh包 --- 用于改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。（前提是对等体双方均支持路由刷新）
2，BGP的状态机
BGP的状态机仅描述BGP对等体建立过程中的状态变化。
BGP与OSPF的状态机的差别
因为BGP可以做到建立邻居关系和发布路由分开完成。
BGP的六种状态机
1、Idle状态 --- 空闲状态 --- 一开始，启动BGP之后，先处于IDLE状态，之后手工指定邻居关系。
当手工指定好邻居之后，BGP将开启检查步骤。他需要确认指定的IP地址在本地路由表中是否路由可达，如果可达，则开始尝试建立TCP会话，进入下一个状态。如果不可达，则将停留在IDLE状态。
2、Connect状态 --- 进行TCP会话连接的状态。如果TCP会话连接建立成功，则进入OPENsent状态；如果TCP会话建立失败，则进入Active状态，反复尝试重新建立会话连接。
注意：在建立TCP会话连接时，双方都会尝试建立连接，一方建立成功，则将创建一个双向的TCP会话通道；双方都建立成功，则将会出现两个双向通道，则需要关闭一个TCP通道。后面开始发送OPEN报文，其中会携带RID，双方将比较RID，仅保留RID大的一端发起的TCP连接，RID小的一端发起的TCP连接通道将被断开。
3、Active状态 --- TCP没建立连接成功，反复尝试重新建立会话连接。
4、OpenSent状态 --- 开始发送OPEN报文，报文中携带建立邻居关系所需的参数。当收到对端发送的OPEN报文后，将检查里面的参数。如果参数没有问题，则将回复一个keeplive作为确认，则进入下一个状态。
5、OpenConfirm状态 --- OPEN确认状态 --- 对端收到本段的OPEN报文后，确认参数无误，则将发送keeplive包进行确认。此时，则代表双方的OPEN包中的参数都确认无误则进入下一个状态；
6、Established状态 --- 建立完成状态 --- 标志着对等体关系的建立。
从流程图中可以看出，TCP连接失败，则进入ACTIVE状态，尝试重连，如果重连超时，则放弃重连，判断邻居关系建立失效，回到idle状态。整个环节中，任意环节出现问题，都将发送Notification包进行报错，之后将状态退回到IDLE状态。
3，BGP的工作过程
1，基于IGP（静态，直连）实现IP可达；
2，指定邻居关系，邻居间需要建立TCP会话通道。BGP之后发送的所有数据包都是通过TCP会话通道发送，来保证其传输的可靠性的。
3，使用OPEN报文和keeplive报文进行邻居关系的建立；生成邻居表；
4，使用Update报文共享路由信息，信息中携带目标网络号，掩码信息及各种属性；将收集和发送的所有路由信息记录在一张表中 --- BGP表。
5，之后，将BGP表中的最优路径加载到路由表中。（到达同一个目标网段可能收到多条路由信息，BGP仅加载一条（不存在负载均衡）最优路径，最优路径是通过属性来选择的）
6，收敛完成后，将使用keeplive包进行周期保活，默认保活时间为180S，周期发送时间为60S。
7，若出现错误信息，将使用notification报文进行告警；（这个错误信息可能出现在对等体建立的时候，也可能出现在之后。）
8，若发生结构突变，则将直接发送UPdate报文进行触发更新。
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