BGP筆記
此筆記根據影片來寫的。
來源於://www.bilibili.com/video/BV12k4y167uT
動態路由協議可以按照工作範圍分成IGP與EGP
IGP:內部網關協議 :工作在一個AS內,主要用來提供路由資訊的交換。
EGP:外部網關協議 :工作在AS與AS之間,在AS間提供無環路的路由,BGP是EGP的一種。
AS:自治系統
有同一個技術管理機構管理,使用統一選路策略的一些路由的集合。
BGP概述:
路由更新時,BGP只發送更新的路由,大大減少了BGP的傳播路由所佔用的頻寬,適用於在internet上傳播大量的路由資訊。
BGP從設計上避免了環路的發生。 因為什麼?
因為BGP是通過攜帶AS路徑資訊來標記沿途的AS。
AS之間:BGP通過攜帶的AS路徑資訊來標記途徑的AS,帶有本地AS號的路由將被丟棄,從而避免了域間產生環路。
AS內部:BGP在AS內學到的路由不在通告給AS內的BGP鄰居,避免了AS內產生環路。
EBGP與IBGP
當BGP運行在同一AS內部時,被稱為IBGP
當BGP運行於不同AS之間時,被稱為EBGP
基本前提:因為要建立TCP連接,所以兩端的路由器必須知道對方的IP地址,可以通過直連埠,靜態路由或者IGP學習
BGP工作原理—報文類型
Open報文
協商BGP參數;主要包括BGP版本,AS號等消息。試圖建立BGP鄰居關係的兩個路由器在建立了TCP會話之後開始交換open資訊已確認能否行成鄰居關係,是TCP建立後發送的第一個消息。
Update(更新)報文
交換路由消息;該報文則是鄰居之間用於交換路由資訊的報文,其中包括撤銷路由消息和可達路由資訊及其各種路由屬性。
Keep alive(保持連接)報文
保持鄰居關係;該報文用於BGP鄰居關係的維護,為周期性交換的報文,用於判斷對等體之間的可達性。
Notification(通告)報文
差錯通知;BGP的差錯檢測機制,一旦檢測到任何形式的差錯,BGP speaker(BGP發言者)會發送一個NOTIFICATION報文,隨後與之相關的鄰居關係將被關閉。
Route-Refresh(路由更新)報文
用於在改變路由策略後請求對等體重新發送路由資訊。
BGP工作原理-BGP協議中消息應用
1.通過TCP建立BGP連接時,發送OPEN消息
2.連接建立後,如果有路由需要發送或路由變化時,發送UPDATE消息通告對端
3.穩定後要定時發送KEEPALIVE消息保持BGP連接的有效性
4.當本地BGP在運行中發現錯誤時,要發送NOTIFICATION消息通告BGP對等體ROUTE-REFRESH消息用來通知對等體刷新
BGP路由通告原則
- 連接一建立,BGP Speaker將把自己產生的所有BGP路由通告給對等體多條路徑時,BGP Speaker只選擇最優的給自己使用
BGP Speaker 只把自己使用的最優路由通告給對等體。
- BGP Speaker從BGP獲得的路由會向他所有BGP對等體通告(包括EBGP和IBGP)
- BGP Spekerr 從IBGP獲得的路由不會通告給它的IBGP鄰居。
- BGP Speaker 從IBGP獲得的路由是否通告給它的EBGP對等體要依IGP和BGP同步的情況來決定。
BGP屬性特點
BGP路由屬性是一套參數,它是對特定的路由進一步的描述;簡單來說就是一組描述BGP前綴特性的參數(四大類)
公認必遵(Well-known mandatory)
所有BGP路由器都可以識別,且必須存在與Update消息中。
如果缺少這種屬性,路由資訊就會出錯。
公認任意(Well-known discretionary)
所有BGP路由都可以識別,但不要求必須存在與Updata消息中。
即就算缺少這類屬性,路由消息也不會出錯。
可選過渡(Optional transitive)
在AS之間具有可傳遞性的屬性。
BGP路由可以選擇是否在Update中攜帶這種屬性,接受的路由如果不識別這種屬 性,可以轉發給鄰居路由器,鄰居路由器可能會識別並使用到這種屬性。
可選非過渡(Optional non-transitive)
BGP路由器可以選擇是否在Update消息中攜帶這種屬性,如果接受的BGP路 由 器不支援此屬性,則相應的這類屬性被忽略,且不會傳遞給其他對等體。
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BGP屬性 |
類別 |
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1.Origin |
Well-known mandatory |
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2.AS-Path |
Well-known mandatory |
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3.Next_Hop |
Well-known mandatory |
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4.Multi_Exit_Disc |
Optional transitive |
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5.Local_Pref |
Well-known discretionary |
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6.Atomic_Aggregate |
Well-known discretionary |
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7.Aggregator |
Optional transitive |
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8.Community |
Optional transitive |
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9.Originator ID |
Optional non-transitive |
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10.ClusterList |
Optional non-transitive |
BGP屬性特點-Origin
Origin屬性用來定義路徑資訊的來源,該屬性為公認必遵
IGP
通過路由始發AS的IGP得到的路由資訊(通過network命令注入的路由)
標識符為「 i 」
EGP
通過EGP得到的路由資訊
標識符為」 e 」
Incomplete
通過其他方式學習的路由資訊(通過redistribute命令注入的路由)
標識符為」 ? 」

BGP屬性特點-AS_Path
AS_Path屬性按照矢量順序記錄某條路由從本地到目的地址所要經歷的所有AS編號。該屬性為公認必遵。

經過了 700 和 800的AS號。
只有傳出本AS才會打上AS path。
AS_PATH路徑屬性的四種類型
AS_SEQUENCE:有序AS號集合
AS_SET:無序AS號集合
AS_CONFED_SEQUENCE:聯邦有序AS號集合
AS_CONFED_SET:聯邦無序AS號集合
BGP屬性特點-Next_Hop
Next_Hop屬性記錄了路由的下一跳資訊,該屬性為公認必遵。

BGP屬性特點-Local_Pref
Local_Pref屬性表明路由器的BGP優先順序,用於判斷流量離開AS時的最佳路由。該屬性為公認任意。
Local_pref數值越大優先順序越高。
BGP屬性特點-MED
MED屬性相當於IGP的代價值(cost),用於判斷流量進入AS時最佳路由,即用來影響鄰居AS流量進入本AS的最佳路徑,該屬性為可選非過渡。
MED數值越小優先順序越高。
BGP屬性特點-團隊屬性
團體屬性用於標識具有相同特徵的BGP路由,該屬性為可選過渡。
團體屬性分為:
自定義團體屬性
公共團體屬性
Internet
No_Advertise
No_Export
No_Export_Subconfed
團體屬性是有一系列4位元組(0x00000000-0xFFFFFFFF)數值所組成
保留的團體屬性:
0x00000000-0x0000FFFF
0xFFFF0000-0xFFFF0000
公認團體屬性:
NO_ADVERTISE(0xFFFFFF01)
NO_EXPORT(0xFFFFFF02)
NO_EXPORT_SUBCONFED(0xFFFFFF03)
私有團體屬性:
AS(2B):Number(2B)
公共團體屬性是公認的,具有全球意義。公認的團體有:
NO_ADVERTISE(0xFFFFFF01): 路由器收到帶有這一團體值的路由後,不應把該路由通告給任何給BGP對等體。『
NO_EXPORT(0xFFFFFF02): 路由器收到帶有這一團體值的路由後,不應把該路由通告給一個聯盟之外的對等體(本AS傳遞)
NO_EXPORT_SUBCONFED(0xFFFFFF03): 路由器收到帶有這一團體值的路由後,可以把該路由通告給它的IBGP對等體,但不應通告給任何EBGP對等體(包括聯盟內的EBGP對等體,本AS傳遞)。
BGP選路規則(十三條)
當到達同一個目的地存在多條路由時,BGP採取如下策略進行路由選擇:
(從上到下)
l 如果此路由的下一跳不可達,忽悠此路由。
l 優選協議首選值(PrefVal)最高的路由. (華為私有)
l 優選本地優先順序(Loca_Pref)最高的路由
l 優選本地生成的路由
l 優選AS路徑(AS_Path)最短的路由
l 比較Origin屬性,依次優選Originnn類型為IGP、EGP、incomplete的路由 I>E>?
l 優選MED值最低的路由
l 優選從EBGP鄰居學來的路由(EBGP路由優先順序高於IBGP路由)
l 優選到BGP下一跳IGP Metric較小的路由
l 當以上全部相同時,則視為等價路由,可以負載分擔 (神州數碼不支援)
注:AS_PATH必須一致;當負載分擔時,以下3條原則無效
l 優選Cluster List 最短的路由
l 優選Originator_ID 或者Router ID最小的路由器發布的路由
l 比較對等體的IP Address,優選從具有較小IP Address的對等體學來的路由
BGP選路規則2-Preferred Value(首選值)(華為私有)
Preferred Value值越大優先順序越高。
BGP選路規則3-local-Preference(本地優先順序)
BGP default local-preference命令來配置BGP的預設本地優先順序,該值越大則優先順序越高。

預設值為100
配置不同本地優先順序會影響BGP的路由選擇。當一個運行BGP的路由器有多條路由到達同一目的地址時,會優先選擇本地優先順序最高的路由。
本地優先順序屬性僅在IBGP對等體之間交換,不通告給其他AS。
從EBGP收到的,會被剝掉Local-Preference 在打上本地的local-preference傳給其他IBGP.
BGP選路規則4-優選本地生成(0.0.0.0)
優選聚合路由(聚合路由優先順序高於非聚合路由)
通過aggregate命令生成的手動聚合路由的優先順序高於通過summary automatic 命令生成的自動聚合路由。
通過network命令引入的路由的優先順序高於通過redistribute命令引入的路由
BGP選路規則5-AS Path
AS-PATH是公認必遵屬性,該屬性用一串AS號來描述去往的指定目的地AS間路 徑或路由,當BGP speaker發出一條路由,將在AS_Path中增加自己的AS號。也就是 說,這條路由每經過一個AS區域,就會加上一個AS號,用來標示路徑的優先順序。
As號疊加得越多,說明經過的AS越多,那麼這個路由的優先順序也越低。相反,經過的AS越少,那麼說明路由越優先.
而且AS-Path還可以防止BGP的環路。工作原理比較簡單,如果某台BGP路由器從其外部對等體接收到的某條路由的AS-Path中包含已有的自己的AS號,那麼該路由器就知道該路由出現了環路,因為需要丟包處理。

BGP選路規則6-Origin(起源)
IGP
通過路由始發AS的IGP得到的路由資訊(通過network命令注入的路由)
標識符為「 i 」
EGP
通過EGP得到的路由資訊
標識符為」 e 」
Incomplete
通過其他方式學習的路由資訊(通過redistribute命令注入的路由)
標識符為」 ? 」
如果通過三種方式同時學習到一條相同的BGP路由前綴,那麼優選的順序為I>E>?
BGP選路規則7-MED
多出口區分MED(Multi-Exit Discriminators)
MED屬性僅在相鄰兩個AS之間傳遞,收到此屬性的AS一方不會再將其通告給任 何其他第三方AS。
越小越優先。
預設情況下,不允許比較來自不同AS鄰居的路由資訊的MED值。但是,我們可以通過配置BGP always-compare-med(總是比較MED)命令來允許比較來自不同自製 系統中鄰居路由的MED值 。不過,除非能夠確認不同的自製系統採用了同樣的IGP 和路由選擇方式,否則不要使用此命令。

BGP選路規則8-EBGP路由優先於IBGP
BGP選路規則9-BGP下一跳IGP metric較小的路由
BGP選路規則10-當以上全部相同,則為等價路由(神州數碼不支援)
註:AS-Path必須一致;當負載分擔時,選路即刻結束

BGP選路規則11-12-和RR相關
優選Cluster_List最短的路由
優選Originator_ID或者Router ID最小的路由器發布的路由
關於BGP originator-id 與 cluster-list id 屬性
這兩個屬性是用於BGP路由反射器RR,防止環路用的。
BGP選路規則13-對等體IP地址小的
這說明什麼,說明以上都相同,才比較最後一條。
連router id 都相同,說明它是兩個路由器之間是兩條或兩條以上的線連接起來的, 所以才比較ip地址。
BGP擴展特性-安全特性
BGP安全特性:
l MD5
l GTSM
l 限制從對等體接受的路由數量
l AS_Path長度保護
BGP擴展特性-MD5認證
neighbor password
使用 neighbor password 命令可以配置用 TCP 的 MD5 選項進行 BGP 鄰居間 的密碼認證。使用 no neighbor password 取消認證。
neighbor {ip-address | peer-group-name} password LINE
no neighbor {ip-address | peer-group-name} password
參數
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參數 |
參數說明 |
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ip-address |
鄰居IP地址。 |
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peer-group-name |
BGP對等體組名。 |
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password |
使用MD5密碼認證。 |
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LINE |
明文密碼 |
使用說明
使用本命令前必須使用 neighbor remote-as 命令指定鄰居。
鄰居雙方必須都配置了該命令,並且雙方配置的密碼相同,才能成功通過 MD5 認證建立鄰居連接。密碼中可以包含空格以外的任意字元,密碼長度必 須在 1 到 20 個字元之 間。
如果使用 peer-group-name 參數指定 BGP 對等體組,該對等體組的所有成員都將繼承用該命令配置的特徵。
示例
下面的例子把 abcd 設置為鄰居 120.23.4.1 的驗證密碼:
router bgp 109
neighbor 120.23.4.1 remote-as 108
neighbor 120.23.4.1 password abcd
BGP擴展特性-GTSM


相關的命令:

BGP擴展特性-限制路由數量
bgp inbound-max-route-num
命令:bgp inbound-max-route-num <0-500000>
no bgp inbound-max-route-num
功能:限制 bgp 進程從其鄰居學到的路由的數量。
參數:具體限制的路由數量,取值範圍為<0-500000>。
預設情況:預設限制數量為 50000 條。
命令模式:BGP 路由配置模式和地址族配置模式。
使用指南:可以通過該命令,限制 bgp 進程從其鄰居學到的路由的數量。
舉例:經過如下配置,bgp 進程最多可以從其鄰居接受 20000 條路由。
Switch(config-router)#bgp inbound-max-route-num 20000
相關命令:無
BGP擴展屬性-As_Path長度保護

BGP擴展特性-路由衰減(EBGP)
bgp dampening
命令:bgp dampening [<1-45>] [<1-20000> <1-20000> <1-255>] [<1-45>]
no bgp dampening
功能:配置路由衰減。其 no 形式取消路由衰減功能。
參數:<1-45>:分別為可達和不可達路由的懲罰半衰期,即懲罰值減小到原來一半的時間,單位為分鐘。 <1-20000>:分別為懲罰的再使用界限和抑制界限。 <1-255>:抑制路由的最大抑制時間,單位為分鐘。 預設情況:可達路由的半衰期為 15 分鐘,不可達路由的半衰期為 15 分鐘。抑制界限為 2000, 再使用界限為 750,最大抑制時間為 60 分鐘。
命令模式:BGP 路由配置模式。
使用指南:使用路由衰減技術可以減少不穩定路由帶來的過多的路由更新,路由衰減的演算法是當路由波動時對路由進行懲罰,懲罰超過抑制界限時就不再對路由進行廣告,路由若不再波動則按時間減小懲罰值,其減小按指定半衰期的指數規律進行,當懲罰值小於再使用界限後路由再次被廣告,或者抑制時間超過最大抑制時間也將再次廣告該路由。本指令就是啟動/取消路由衰減並配置所需的參數。
舉例:啟動路由衰減,並且採用預設的參數配置。
Switch(config-router)# bgp dampening

最大抑制上限計算公式(華為的,不知道神州數碼是不是這樣算的)
最大抑制上限=重用時間*2(最大上限時間/半衰期)
BGP聯盟
將一個AS劃分為若干個子AS,每個子AS內部建立IBGP全連接關係,子AS之間 建立EBGP連接關係

bgp confederation identifier
命令:bgp confederation identifier <as-id>
no bgp confederation identifier [<as-id>]
功能:創建/刪除一個聯盟配置。其 no 形式刪除一個聯盟。
參數:<as-id>:聯盟 AS 的 ID 號,取值範圍為 1-4294967295。可用十進位表示, 如 6553700; 也可用分隔符方式表示,如 100.100。
預設情況:沒有聯盟。
命令模式:BGP 路由配置模式。
使用指南:使用聯盟可以把大的 AS 分為若干小 AS,而對外仍然只識別大的 AS。使 用這個命令創建大的 AS 號。
舉例:
Switch(config-router)# bgp confederation identifier 600
bgp confederation peers
命令:bgp confederation peers <as-id> [<as-id>..]
no bgp confederation peers <as-id> [<as-id>..]
功能:添加/刪除一個或多個 AS 到一個聯盟。其 no 形式從聯盟刪除一個或多個 AS。
參數:< as-id>:聯盟包含的 AS 的 ID 號,取值範圍為 1-4294967295。可用十進位 表示,如 6553700;也可用分隔符方式表示,如 100.100。可以是多個。
預設情況:沒有成員。
命令模式:BGP 路由配置模式。
使用指南:使用聯盟可以把大的 AS 分為若干小 AS,而對外仍然只識別大的 AS。使 用這個命令向聯盟里添加/刪除聯盟的成員。
舉例:創建 1 個聯盟,ID 號為 600,添加成員 100,200,100.300。
Switch(config-router)# bgp confederation identifier 600
Switch(config-router)#bgp confederation peers 100 200 100.300
BGP聯盟-放緩機制
AS_CONFED_SEQUENCE 聯邦有序AS號集合
AS_CONFED_SET 聯邦無序AS號集合
路由反射器
允許將從IBGP鄰居學習到的路由發送給特定的IBGP鄰居,打破了IBGP鄰居關係全互聯的需求,減少了IBGP會話數量。
括路由反射器(RR) 和客戶機(Client)。
對等體之間的關係
Client只需維護與RR之間的IBGP會話
RR與RR之間需要建立IBGP的全互聯
Non-CLient與Non-Client之間需要建立IBGP全互連
RR與Non-Client之間需要建立IBGP全互連
路由反射器-反射規則
在向IBGP鄰居發布學習到的路由資訊時,RR按照以下規則發布路由
從EBGP對等體學到的路由,發布給所有的非客戶機和客戶機。
從非客戶機的IBGP對等體學到的路由,發布給此RR的所有客戶機。
從客戶機學到的路由,發布給此RR的所有非客戶機和客戶機(發起此路由的客戶機除外)。
路由反射器-防環機制
Originator ID屬性
該屬性為可選非過渡
用於集群內的防環
有路由反射器(RR)產生,攜帶了本地本地AS內該路由發送者的Router ID
Cluster_List屬性
該屬性為可選非過渡
用於集群內的防環
有路由反射器(RR)產生,記錄反射路由經過的集群
Originator ID屬性用於防止在反射器和客戶機/非客戶機之間產生環路
Originator ID屬性長4位元組,可選非過渡屬性,屬性類型為9,是由路由反射器(RR)產生的,攜帶了本地AS內部路由發起者的Router ID當一條路由第一次被RR反射的時候, RR將OriginatorID屬性加入到這條路由,標識這條路由的始發路由器。
如果一條路由中已經存在了Originator ID屬性,則RR將不會創建新的Originator ID當其它BGP Speaker接收到這條路由的時候,將比較收到的OriginatorID和本地的Router ID,如果兩個ID相同, BGPSpeaker會忽略掉這條路由,不做處理



路由反射簇(Cluster)
當一個AS記憶體在多台RR為Client提供冗餘時, RR間的路由更新很有可能會形成環路,為防止該現象,引人了Cluster的概念
什麼是簇?
用過4位元組的Cluster_ID來標識Cluster,通常會使用Loopback 地址作為Cluster_ID。
一個Cluster里可以包括一個或多個RR; 一個Client可以同時屬於Cluster
Cluster List屬性用於防止AS內部的環路
Cluster-List是可選非過渡屬性,屬性類型編碼為10
ClusterList由一系列的Cluster-ID組成,描述了一條路由所經過的反射器路徑,這和描述路由經過的As路徑的AS-Path屬性有相似之處, Cluster_List由路由反射器產生當RR在它的客戶機之間或客戶機與非客戶機之間反射路由時, RR會把本地Cluster_ID添加到Cluster-List的前面。
如果Cluster-List為空, RR就創建當RR接收到一條史新路由時, RR會檢查Cluster List。如果ClusterList中已經有本地ClusterID,丟棄該路由;如果沒有本地ClusterID,將其加入Cluster List,然後反射該更新路由

路由器反射器–備份RR
相同集群中的路由反射器要共享相同的Cluster_ID
Cluster_List的應用保證了同一AS內的不同RR之間不出現路由循環
路由反射器–分類
同級反射器
分級反射器
路由聚合原則
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十進位 |
二進位 |
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192.168.1.16 |
11000000.10101000.00000001.00 |
010000 |
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192.168.1.32 |
11000000.10101000.00000001.00 |
100000 |
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192.168.1.48 |
11000000.10101000.00000001.00 |
110000 |
|
|
26位 |
6位 |
聚合後的路由:192.168.1.0/26
自動聚合
對BGP引入的路由進行有類聚合。
配置聚合後,明細路由在路由表中將被抑制。
不能對network發布的路由進行聚合。
只對BGP引入的路由進行聚合。
自動聚合注意事項
該命令對BGP引入的路由進行聚合,引入的路由可以是直連路由、靜態路由、RIP路由、OSPF路由、IS-IS路由。配置聚合後,BGP將按照自然網段聚合路由,明細路由在BGP表中將被抑制。該命令對network命令引入的路由無效。
BGP只向對等體發生聚合後的路由。
預設情況下BGP不啟用自動聚合。
手動聚合
對BGP本地路由進行聚合,手動聚合可以控制聚合路由的屬性,以及決定是否發布具體路由。
聚合路由不會攜帶AS_PATH屬性。
通過AS_SET屬性來攜帶AS號,以避免環路。SET和SEQUENCE的不同之處在於,SET選擇下的AS列表通常用於路由聚合,將來自不同AS的AS號無序排列在AS列表裡,而SEQUENCE選擇下的AS列表是有序的,沒經過一個AS都會將其AS號排列在列表前端。
聚合路由中添加AS_SET有可能產生路由震蕩。


BGP的增強特性-BGP ORF
使能BGP基於前綴的ORF(Outbound Route Filtering)功能
基於本地的入口策略構建對端的出口策略,實現BGP按需發布路由
包括基於前綴的ORF和VPN ORF




BGP的增強特性-Active-Route-Advertise
Active-Route-Advertise
路由必須同時滿足在BGP協議層面優選與在路由管理層面活躍兩個條件才能向鄰居發布。
Active-Route-Advertise默認情況下路由只需在BGP中優選即可向鄰居發布。配置了此特性之後,路由必須同時滿足在BGP協議層面優選與在路由管理層面活躍兩個條件,才能向鄰居發布。
與命令bgp-rib-only (用來禁止BGP路由下發到P路由表)互斥
BGP增強特性-BGP按組(對等體)
BGP按組打包按組打包技術將所有擁有共同出口策略的BGP鄰居當作是一個打包組。
每條待發送路由只被打包一次然後發給組內的所有鄰居。

BGP增強特性-4位元組AS號概念
4位元組AS號·4位元組AS號特性是將AS號的編碼範圍由2位元組擴大為4位元組協議擴展
定義了一種新的Open能力碼用於進行BGP連接的能力協南。
2種新的可選過渡屬性, AS4Path和AS4Aggregator屬性。
定義AS-TRANS (保留值為23456)用於銜接2位元組AS和4位元組AS。
4位元組A5號定義的角色
New Speaker ;支4位元組A5號擴展能力的對等體。
Old Sneaker不支援4位元組A5號擴展能力的對等體。
New Session : New Speaker之間建文的BGP連接。
Old Session : New Sppakon 和 old Speaker之間或者old Speaker之間建立的BGP連接。
協議擴展
定了2種新的可選過渡性A54 Path (屬性碼為0x11 )和A54 Aggregator性(屬性碼為0x12)用於在oldSession上傳 4位元組AS資訊。
如果New Speaker和old Speaker建立連接,定義AS-TRANS (保留傳為23456 )用於銜接2位元組AS和4位元組AS.
拓撲描述
R2收到R1的 條四位元組AS的路由AS弓碼為10.1 ;
R2與R3建立鄰居,需要令R3認為R2的AS號為AS-TRANS ;R2發送路由給R3的時候把AS-TRANS記錄在AS-Path裡面,把10.1與自己的AS號碼20.1按照BGP要求的順序記錄在AS4 Path;
R3對於不識別的願性AS4 Path不作處母依然保留,它只按賬BGP的規則來發送路由給R4。當然它認為R4的AS號碼也是AS-TRANS :
這樣當R4收到從R3米的路由會把AS-TANS按照頂字米苔換為AS4 Path里所記錄的相應的地址,在R4上把AS4_PATH屬性還原為30 20.1 10.1。


