计算机网络-自顶向下方法 7th 5.4 BGP协议总结

中文版翻译得很难理解，这里总结一下。

1、BGP的任务

前面已经讲到了AS内的路由协议，比如OSPF，那么假如两个路由器不在同一个AS内呢？这就要用到BGP。

BGP的一个重要任务是不同AS间的路由，不过BGP也可以进行AS内的路由(后面也会提到)。

2、BGP中的前缀

BGP中的分组不会被路由到特定的IP，而是会路由到前缀(prefix)。这个前缀代表了一个或者一组子网。

前缀是CIDR化的，CIDR确保了前缀能唯一地确定一个子网或者子网组。

3、BGP中转发表的信息表示

一个路由器可能有多个接口，转发表需要的信息是子网+接口号。
前缀的形式可以是这样的：138.16.68/22(没错就是IP协议中的子网,不过我不清楚这是否是唯一的前缀形式)

具体的信息可能是(x,l),x代表前缀，l代表接口号。

4、BGP的作用

1)、使每个路由器都能路由器从临近AS获得可达性信息。

可达性信息(NLRI)，也就是该路由器所有能抵达的子网前缀，这些子网前缀的顺序也包含着路径信息，形式如下：

该作用确保了网络的每一个路由器都能得知其中每一个子网的存在。

2)、使路由器能获得到每个可达前缀的最优路径。

BGP提供了确定路由的方法。

5、如何发布BGP路由信息

这一部分介绍这么一个问题：假如网络中增加了一个子网，网络中的其他部分是如何得知该子网的存在呢？

如图是3个AS，AS3包含一个子网，它的前缀是x。
每个路由器中都包括网关路由器和内部路由器。所谓网关路由器，指的是某个接口与其他AS中的路由器相连。图中的1c, 2a, 2c, 3a是网关路由器。

AS1和AS2如何得知前缀x的存在呢？

从AS的层面:

首先，AS3需要告知AS2 前缀x的可达信息，这里表示为AS3 x

AS2接着告诉AS1前缀x的可达信息，这里表示为AS2 AS3 x

通过以上过程，所有的AS(即其中的每个路由器)不仅得知了x 的存在，而且知道了x的路径。

从路由器的层面

发送接收信息的肯定是路由器而非自治系统。所以再从路由器层面重新考虑一下前面的传播过程：

在路由器之间是通过TCP连接传输BGP信息的。
在一个AS内部，路由器建立的是iBGP连接，在不同AS之间，路由器之间建立的是eBGP连接
注意：一个iBGP连接未必对应着一条物理链路，iBGP的连接是比较复杂的,但是一个eBGP一定对应着一条物理链路

发送方	接收方	BGP类型	BGP信息
3a	2c	eBGP	AS3 x
2c	AS2中的每个路由器(包括2a)	iBGP	AS3 x
2a	1c	eBGP	AS2 AS3 x
1c	AS1中的每个路由器	iBGP	AS2 AS3 x

通过以上过程，所有的路由器都能得到x的可达信息。

不过，实际情况中，到达AS1的路径可能不是唯一的，这样到达AS1的x的可达信息也可能有区别，这样就需要选择更好的路由路线。

6、确定最佳路由

首先再介绍一些BGP中的术语：

路线：前缀+BGP属性叫做路由

什么是BGP属性呢？有两个比较重要的属性: AS-PATH和NEXT-HOP

AS-PATH是什么？就是该BGP信息传播时所经过的所有AS，比如在前面的AS2 AS3。这其实就确定了一条路由。路由器在接收BGP信息时，假如收到了当前AS的值则会拒收，以此来避免环路发生。

NEXT-HOP是什么？它是与当前AS-PATH中起始的路由器接口的IP地址。
在上图中，可以看到AS1直接相连的路由器是2a和3d，那么AS1中的路由器会接收到这样的BGP信息：

路由器2a的最左侧接口的IP地址：AS2 , AS3 : x
路由器3d的最左侧接口的IP地址：AS3: x

注意到NEXT-HOP的特点：

它不属于当前AS
当前当前AS一定与它所在的子网相连(是否与该接口相连呢？)

1）热土豆路由选择协议

思想：仅考虑将分组送出当前AS的开销。
在上例中，热土豆路由选择协议会选择一条到达NEXT-HOP开销最小的路线。

（建议把热土豆协议翻译成烫山芋协议。在该协议中，分组被视为烫手的山芋，赶紧扔到其他AS再说，至于之后分组怎么传播他就不管了，那是其它AS的事情）

注意，在热土豆选择协议中，在同一个AS的不同路由器上，即便是相同的前缀，也可能有不同的路由。

2）BGP的路由选择算法

BGP的路由选择算法比较复杂，但他用到了热土豆选择协议的一部分。

路由选择算法的输入是需要路由的前缀以及通往该前缀的所有路由。
(说白了就是要在这些已知路由中选择一个最好的)

而选择的步骤是这样的：

1、一条路由会被加上本地偏好(local preference)的属性。前面提到过路由有AS-PATH和NEXT-HOP属性，现在有三个属性了。本地偏好属性可能是直接在路由上设置的，也可能是从相邻路由器中得到值。这个值根本上是由管理员制定的策略的决定的。具有最高本地偏好的路由将被选择。
2、最高本地偏好的路由假如有多个，则选择AS-PATH最短的路线。假如没有设计其他规则的话，则使用距离向量算法来选择最优路径。（注意：使用距离向量算法时，代价是AS之间的跳数而非路由器之间的跳数）
3、假如本地偏好和AS-PATH筛选后仍有多个路由，则使用热土豆选择协议，即选择与NEXT-HOP最近的路由。
4、如果还是有多条路由，则使用BGP选择器来选择（具体的书上也没说）