读完此文，一次掌握BGP边界网关协议及OSPF内部网关协议

三旺通信 07-30 408

前言：

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路由协议主要运行于路由器上，路由协议是用来确定到达路径的，主要有 RIP,IGRP,EIGRP,OSPF。路由选择协议主要是运行在路由器上的协议，用来进行路径选择。

今天我们主要分享一下 BGP(Border GatewayProtocol) 边界网关协议与 OSPF(Open Shortest Path First) 内部网关协议。

一、BGP 边界网关协议

BGP 是一种基于策略的路由选择协议，BGP 在确定最佳路径时考虑的不是速度，而是让 AS能够根据多种 BGP 属性来控制数据流的传输。

自治系统AS（Autonomous System）

AS 是指在一个实体管辖下的拥有相同选路策略的IP网络。BGP 网络中的每个 AS 都被分配一个唯一的 AS 号，用于区分不同的 AS。

AS 号分为2字节 AS 号和4字节 AS 号，其中2字节 AS 号的范围为1至65535，4字节 AS 号的范围为1至4294967295。支持4字节 AS 号的设备能够与支持2字节 AS 号的设备兼容。

1）BGP分类

BGP 按照运行方式分为 EBGP（External/Exterior BGP）和IBGP（Internal/Interior BGP）。

EBGP：运行于不同 AS 之间的 BGP 称为 EBGP。为了防止 AS 间产生环路，当 BGP 设备接收 EBGP 对等体发送的路由时，会将带有本地 AS 号的路由丢弃。

IBGP：运行于同一 AS 内部的 BGP 称为 IBGP。为了防止 AS 内产生环路，BGP 设备不将从 IBGP 对等体学到的路由通告给其他 IBGP 对等体，并与所有 IBGP 对等体建立全连接。为了解决 IBGP 对等体的连接数量太多的问题，BGP 设计了路由反射器和BGP联盟。

2）BGP报文交互角色

BGP 报文交互中分为 Speaker 和 Peer 两种角色。

Speaker：发送 BGP 报文的设备称为 BGP 发言者，它接收或产生新的报文信息，并发布给其它 BGP Speaker。

Peer：相互交换报文的 Speaker 之间互称对等体（Peer）。若干相关的对等体可以构成对等体组（Peer Group）。

3）BGP Router ID

BGP 的 Router ID 是一个用于标识 BGP 设备的 32位值，通常是 IPv4 地址的形式，在 BGP会话建立时发送的 Open 报文中携带。

对等体之间建立BGP会话时，每个 BGP 设备都必须有唯一的 Router ID，否则对等体之间不能建立BGP连接。

BGP的Router ID 在 BGP 网络中必须是唯一的，可以采用手工配置，也可以让设备自动选取。缺省情况下，BGP 选择设备上的 Loopback 接口的IPv4地址作为 BGP 的 Router ID。如果设备上没有配置 Loopback 接口，系统会选择接口中最大的 IPv4 地址作为 BGP 的Router ID。

一旦选出 Router ID，除非发生接口地址删除等事件，否则即使配置了更大的地址，也保持原来的Router ID。

4）BGP特点

外部网关协议使用TCP179作为其传输层协议支持CIDR支持增量更新增强型的路径矢量路由器协议无环路路由策略丰富可防止路由震荡易于扩展

5) BGP报文分类

BGP对等体间通过以下5种报文进行交互，其中 Keepalive 报文为周期性发送，其余报文为触发式发送：

Open 报文：用于建立 BGP 对等体连接。Update 报文：用于在对等体之间交换路由信息。Notification 报文：用于中断 BGP 连接。Keepalive 报文：用于保持 BGP 连接。Route-refresh 报文：用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。只有支持路由刷新（Route-refresh）能力的 BGP 设备会发送和响应此报文。

6) BGP状态机

BGP对等体的交互过程中存在6种状态机：

空闲（Idle）连接（Connect）活跃（Active）Open 报文已发送（OpenSent）Open 报文已确认（OpenConfirm）连接已建立（Established）

在 BGP 对等体建立的过程中，通常可见的3个状态是：Idle、Active 和 Established 。

二、OSPF 内部网关协议

1) OSPF运行原理

OSPF组播的方式在所有开启OSPF的接口发送Hello包，用来确定是否有OSPF邻居，若发现了，则建立OSPF邻居关系，形成邻居表，之后互相发送LSA（链路状态通告）相互通告路由，形成LSDB（链路状态数据库）。再通过SPF算法，计算最佳路径（cost最小）后放入路由表。

设计要求：

必须配置骨干区域0其他区域连接到骨干区域

好处:

减小路由表（通过域间汇总）本地拓扑变化值影响一个区域（也是通过汇总）某些LSA之子本地泛红，不泛洪到其他区域

注：OSPF区域划分基于接口而不是设备

2) OSPF报文类型

DR（Designated Router）：指定路由器，OSPF 协议启动后开始选举而来BDR（Back-up Designated Router）：备份指定路由器，同样是由 OSPF 启动后选举而来DRothers：其他路由器，非 DR 非 BDR 的路由器都是 DRothers。ABR（Area Border Routers）：区域边界路由器，连接不同 OSPF 区域。ASBR（Autonomous System Boundary Router）：自治系统边界路由器，位于 OSPF 和非 OSPF 网络之间。

骨干路由器：至少有一个借口连接到骨干区域（区域0）。

3) OSPF的特点

OSPF 是一种无类路由协议，支持 VLSM 可变长子网掩码。支持 IPV4 和 IPV6 。组播地址：224.0.0.5 224.0.0.6。OSPF 度量：从源到目的所有出接口的度量值，和接口带宽反比（10^8/带宽）。收敛速度极快，但大型网络配置很复杂。IP 封装，协议号89

4) OSPF邻居建立

邻居的两个状态

Neighbors：邻居Adjacency：邻接

▶ 邻居不一定是邻接，邻接一定是邻居，只有交互了LSA的OSPF邻居才成为OSPF的邻接，之交互Hello包的支撑位邻居，在点对点网络中，所有邻居都能成为邻接。

▶ MA（广播多路访问网络，比如以太网）网络类型中，DR，BDR，DRothers三者关系为：

▶ DR、BDR与所有的邻居形成邻接，DRothers之间只是邻居而不交换LSA

影响OSPF邻居建立的原因：

▶ Hello与Dead Time时间不一致（改Hello的话Dead自动*4，单改Dead的话Hello不变）

▶ 区域ID必须一致