BGP、EBGP、IBGP、IGP还没搞清楚？

01 互联网是如何诞生的？

一开始，电脑之间互相访问靠的是网线连接。这样，电脑能收到在网线上传输的所有数据。

但不是每台电脑都希望收到与自己无关的数据，所以需要“路由器”来将电脑们统一管理和分发，传送数据到指定的地方。

就像无形之中电脑被分了很多个“组”一样，这些“组”都使用相同的技术协议进行管理，我们将这样的“组”称之为“自治系统（AS）”。

自治系统，顾名思义，就是自己管理自己，一般来说就是由机构或者组织来统一管理自己内部的网络。现实当中，常见的自治系统有一所大学，一个企业或者一个公司个体。

为了便于理解，我们把自治系统这个概念放大到“忍者世界”的国家层面。

比如中兴文档的数据想要从兴之国送去土之国、雷之国、火之国。很明显要经过其它中间国家。

若数据想经过雨之国，那么雨之国可能会想：“凭什么让你的数据从我这里通过，我怎么知道你的数据里是不是藏着爆炸符呢？”

而且在实际中，每个自治系统都可能采用不同的数据传输手段，这样通信肯定会受到阻碍，又怎么会发展为现在的互联网呢？

02 BGP究竟是什么？

为调节这种纷争，IANA这个机构就出现主持公道了！（IANA就是负责分配IP地址的那个源头机构）

IANA给每个国家（自治系统）都分配不重复的编号，这些编号可以理解为大家都遵守的和平协议的标识，而这个和平协议，就是BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）。

如果每一个国家（自治系统）都使用BGP这个规则来进行数据的传输，那么路由器也再不需要把全世界的设备都记下来，只需要把国家（自治系统）的编号记录下来就可以啦！

那数据是如何在不同自治系统的路由器之间进行传输的呢？

那就要说到BGP的两个分类了：IBGP（Interior Border Gateway Protocol，内部边界网关协议）和EBGP（External Border Gateway Protocol，外部边界网关协议），那么他们分别是什么呢？文档君慢慢跟你道来~

03 IBGP和EBGP有什么区别？

IBGP（Internal BGP）和EBGP（External BGP）从字面意思来看Internal表示向内，External表示向外。

可能粉丝们有疑问BGP本来就是边界网关协议啊？不就是一种外部网关协议吗？为什么还要再区分内部和外部呢？

文档君继续举例子，这个问题可以理解为分工合作，EBGP就好比每个国家的外交部，外交部专门和其他国家打交道，获取信息后传送给国内的媒体再公布给社会。

相对地，IBGP就可以理解为国内大媒体，将外交部获得的消息传递到国内。

结合上面的例子，继续来说说EBGP和IBGP有哪些区别呢？

EBGP仅处理自治系统之间的数据传输，IBGP仅处理自治系统之中的数据传输，就像外交部和国内媒体分工非常明确。

IBGP从EBGP获得的自治系统路径，是不会进行更新或者修改的，如果要更新也得由EBGP去更新或者修改，IBGP内部不会独自修改。

正如国内媒体在得到外交部发布的国际新闻以后，不能自行编造新闻，必须如实传递，不然会使得国内民众的信息不对称。

EBGP是不需要进行全互联的。比如兴之国要和火之国通信，中间相隔其他国家，如果通过另外架设网络来绕过中间国家，显然是不划算的，也是不现实的。但是如果中间国家也有使用EBGP的话，就可以透过中间国家来传递数据了，这样就不需要进行全互联了。

04 IBGP与IGP有什么区别呢？

这个时候可能又有同学疑惑，有了IBGP，是不是不需要IGP了呢？

当然不是！

IBGP与IGP重点不同，我们在学习IGP时，我们了解它有鼎鼎有名的几员大将，如OSPF、IS-IS、RIP……。IGP的重点在于自治网络中发现和计算路由，而IBGP在于控制整体路由的传播。

延用上文的例子。

IBGP负责国际新闻在国内的整体流通，就好比国内非常有话语权的大媒体，但是具体如何传递给民众并不负责。

而IGP就负责消息在国内各个小媒体上的传播，并尽力于如何让这些消息传播的更快更准确，所以IBGP和IGP缺一不可。

读到这里，大家已经可以分清了BGP家族中的EBGP，IBGP，IGP了吧！那我们再详细说说BGP是如何工作的？

05 BGP是如何工作的？

这两个BGP建立会话的时候会有四种基本报文类型。

建立连接——Open报文：Open报文是TCP建立连接后发送的第一个报文，用来与其他设备或自治系统建立连接。

交换信息——Update报文：Update报文用于在设备或自治系统之间交换路由信息。

检测状态——Notifiaction报文：当BGP检测到错误状态时，就向对等体发出Notifiaction报文，之后BGP连接会自动中断。

保持连接——Keepalive报文：BGP会周期性地向设备或自治系统发出Keepalive消息，用来保持连接的有效性。

为方便执行会话，BGP将交互过程分为以下六种状态：

Idle（空闲）：为初始状态，复位TCP连接的重连计时器（通常为60 s），准备发起TCP连接。路由器查找路由表，是否有到达邻居的路由。

Connect（连接）：BGP发送第一个TCP连接，若收不到邻居发来的TCP应答报文，收不到应答的时间超过重连计时器规定的时间，就会重新发起TCP连接，并继续保持在Connect状态。

如果TCP连接成功，就转到Open sent状态。

如果TCP连接失败，就转为Active状态。

Active（行动）：当可以发送TCP连接，也可以收到邻居的应答报文，但是依然无法建立起TCP三次握手，就会进入到此状态（TCP三次握手参见往期推文三次握手，四次挥手，原来TCP这么有礼貌!）。在此状态，BGP总是试图建立TCP连接。

如果TCP连接建立成功，就转到Open sent状态。

如果TCP连接建立失败，不停重新发起TCP连接，就退回到Connect状态，并在计时器结束后，转回Active状态。

Open sent（Open发送）：TCP连接成功，发送第一个Open报文，并等待接收邻居的Open报文。

OPEN confirm（Open证实）：表示收到邻居的Open报文，等待Keepalive报文或者Notifiaction报文，如果没有收到又会进入Active状态。

Established（已建立）：最后BGP会话连接的时候就是Established状态了。之后可以通过Keepalive报文进行邻居保活。

其实说了这么多，BGP这个协议的核心也是让数据在跨域传输的时候选择最优的路径，要选择最优的路径，就必须考虑非常多的属性、时间等因素。

这里提及BGP最重要的6个属性：

本地偏好（local Perference）——越大越优

这个属性会发送给自治系统里所有的IBGP路由器，也就是这个属性在自治系统里使用，并且提供离开自治系统的最优路径，这个属性值同样是越大路径越优。

举个例子，选择市内交通工具的场景就类似于比较本地优先级~

MED——越小越优

说的属性就是MED（ Multiple Exit Discriminator ，多出口鉴别器），如果你的相邻自治系统有两个或者多个BGP，路由和你的自治系统相连，这个时候MED属性就可以定义哪条路径更优，使用MED属性值来标识这些属性值越低，表示为更优的路径。

MED属性特点如下：

用于向外部对等体指出进入AS的首选路径。

仅在相邻两个AS之间传递。

与local Perference分别指引进、出AS的路径。

同理，选择市间交通工具的场景就类似于比较MED属性~

自治系统路径（AS path）——越少越优

AS path就是路由经过的所有AS的集合喔！

当前我们需要跨越AS进行通信的时候，将本地AS号添加到列表的最前面就可以啦！

AS path属性可以避免形成路由环路，还可以用于路由的选择和过滤。那么AS path属性是如何进行路由选择和过滤的呢？

优先级属性（origin）：

IGP>EGP>INCOMPLETE

源属性是有优先级的喔！IGP优先级最高，EGP次之，Incomplete优先级最低。

NEXT HOP属性

下一跳属性定义了到达目的地下一跳的设备IP地址，是告诉别人去往目的地的下一个“坐标”。比如：当我们跳格子的时候，首先要看到下一个格子的位置。对于路由器来说，要首先确认下一个格子（设备）的IP地址，才可以发送数据到这个设备。

具体还可以分为以下情况：

COMMUNITY属性

团体属性根据某些特征对路由信息进行分类，与AS无关。常被用来简化路由策略的应用和降低维护管理的难度。

有了这些属性以后，我们就可以使用算法配合这些属性，算出最佳的路径。

当然BGP并不是一个自动配置的协议，而是需要手动配置的啊！

06 BGP有哪些新发展？

接下来我们就把话筒递给BGP，让他来介绍一下BGP有哪些新发展？

信息搜集有途径——BGP Link State

经过认真的深造学习，BGP不仅扩展上文提到的属性，还定义了新的link-state NLRI，一致通过了地址族信息AFI/SAFI为163888/71的封装标准，实现了网络拓扑收集的一种新方式——BGP-LS！使得拓扑的收集更为高效！

大型组网有对策——Segment Routing

网络安全有保障——BGP Flow Specification

DoS（Denial of Service）/DDos（Distributed Denail of Service）攻击对网络安全是一个重大威胁，它就像堵车一样会导致网络拥塞或者服务器CPU占用过高而无法为用户提供服务。而传统的流分类、重定向技术都有一定的缺陷。

BGP为了解决传统预防方法的缺陷，通过NLRI（Network Layer Reachability Information，网络层可达信息）属性携带流量匹配信息，AFI/SAFI为1/133，扩展了团体属性来携带数据流处理动作，比如对流量进行限速、引流、丢弃等。

极简演进有方向——EVPN

互联网业务高速发展，数据中心内服务器数量的大量增加，虚拟机的产生使得二层域内MAC数量剧增，传统二层以太网VPN技术VPLS不能满足建立超大型数据中心的需要。

审核编辑：刘清