06 什么是BGP？
互联网的基础路由协议介绍

对互联网运作机制，大家了解多少？
BGP（Border Gateway Protocol，即边界网关协议）是深入了解互联网机制必不可少的关键词。我们能日常使用互联网实际上都得益于BGP。 BGP使互联网成为可能，是互联网机制的核心，本文将聚焦BGP，让零基础读者也能轻松理解。

什么是BGP（Border Gateway Protocol，即边界网关协议）

BGP是一种路由协议。
路由协议是指在通信网络上为数据包规划并协定最佳路径的规则。
互联网上交换的所有数据（数据包）根据路由信息传输，路由协议控制路径以确保传输过程的正确运行。其中代表性的路由协议就有BGP。

路由协议大致可分为IGP（Interior Gateway Protocol，即内部网关协议）和EGP（Exterior Gateway Protocol，即外部网关协议）两种，前者是AS内部的动态路由协议，后者是AS之间的动态路由协议。
IGP协定AS内部路由器之间交换信息的协议，而EGP则是协定不同AS之间交换路由信息的协议。
下述BGP属于EGP。BGP的路由信息中包含到达目的地址所途经的AS^*1号码列表，通常协议会选择AS路径较短的路由，还可根据所需操作路径属性，实现更灵活的路径控制。 由此可见，BGP是具备可扩展性、灵活性和稳定性的路由协议。

*1 AS（Autonomous System）：自治系统，是由单一机构管理的网络，互联网通过众多AS相互连接而成。

BGP建立连接的过程

BGP路由器之间相互交换特定格式的 “消息”来建立 “对等”连接。 信息类型多样，因BGP的状态而异。 一旦建立了对等互联，路由器便会持续定期交换路由信息，从而获得各网络的最新路由信息，高效管理互联网数据流。

建立对等互联的路由器可能处于同一AS内部也可能位于不同AS内，基于此BGP处理对等互联的方式也有所不同。 同一AS内的对等互联称为“ iBGP（内部边界网关协议）”，不同 AS 之间的对等互联称为“eBGP（外部边界网关协议）”。 下节将更为详细地介绍BGP中主要交换的消息类型以及这些消息中使用的路径属性。

BGP消息类型

如前文所述，为维持各路由器高效交换信息并保持稳定的互联网通信，BGP使用几种不同类型的消息。下文将简单介绍主要的消息类型及其作用。

OPEN消息

OPEN是TCP连接建立后发送的第一个消息，开启与相邻对等体的会话。OPEN消息包含“版本号、AS号码、BGP路由器ID、holdtime（持有时间）、认证”等信息。若此阶段消息得以确认，路由器将继续交换KEEPALIVE消息和UPDATE消息。

UPDATE消息

UPDATE包含了BPG表生成时发送的所有路由信息和更改时发送的新的路由信息。此外，各路径设置“路由属性”信息，由此控制路径的优先级及属性。

NOTIFICATION消息

NOTIFICATION是检测到错误时发送的消息，发出NOTIFICATION消息的发送方会中断当前的TCP会话。

KEEPALIVE消息

KEEPALIVE是为了查看对等网络建立状态而定期发送的确认消息。通常每经过1/3的持有时间交换一次消息。如超过所设置的持有时间仍未收到KEEPALIVE或UPDATE消息，对等互联将被视为中断。

路径属性

BGP的UPDATE消息包含 “路径属性”，路径属性可有效控制路由信息，并基于网络拓扑和策略选择最佳路径。接下来将对这其中特别重要的路径属性进行说明。

AS_PATH属性

AS_PATH属性是路由途径的AS号码列表。通过查看AS_PATH，路由器可确认自己的AS是否在列表中以免环路，同时可控制路径的优先级。

NEXT_HOP属性

NEXT_HOP属性记录下一跳的路由器IP地址以保证到达指定路径。由此确保数据包能够正确地朝着目地址传输。

MULTI_EXIT_DISC属性

MULTI_EXIT_DISC属性用于控制同一AS内不同接入点的网络流量。MED值越小，路由优先级越高‌

ORIGIN属性

ORIGIN属性显示路径信息的生成来源。当多个路径到达同一目的地址时可通过该属性确定优先级。

LOCAL_PREF属性

MULTI_EXIT_DISC属性用于控制同一AS内的网络流量。LOCAL_PREF值越高，路由优先级越高‌。

总结

本文介绍了BGP的连接流程及其种类。BGP可优化互联网整体路由并提升数据转发效率，同时网络管理员还能灵活设置路由策略。它拥有极高可扩展性和稳定性，是一种在大型网络环境中也能顺畅运行的协议，支撑着互联网的运行。