BGP协议最佳路径选择算法揭秘

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BGP建立的路由能够让我们在毫秒级内访问到互联网上任何位置的数据。在本文中，作者David Davis 将 大家BGP最佳路径选择算法是如何在路由器上工作的。
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　　边界网关协议(BGP)让我们能够浏览网页，收发电子邮件，包括阅读这篇文章。它是一个路径矢量路由协议，也就是说，它的工作就是在自主系统间交换路由信息，以便发现访问互联网某处数据的最有效路径。每个 BGP路由器通过邻居声名与周边的一个或多个路由器连接。一旦建立了邻居关系，这些BGP路由器之间就会相互交换路由信息。据我最近一次统计，整个互联网上有大约12.5万个路由信息，因此要配备一个强大的路由器才能将所有BGP路由信息接收下来。

　　之前我曾经写过三篇有关BGP的文章：

　　· 有关Cisco IOS BGP配置的五个要点

　　· 如何使用 BGP实现互联网冗余

　　· 实战技巧：使用IP和BGP解决互联网连接问题

　　而在本文中，我将着重讲另一个要点，即BGP是如何在整个互联网的所有路由表中选择最佳路径的。

　　什么是 BGP 最佳路径选择算法?

　　由于整个互联网的BGP路由表有超过20万个路由，同时一个BGP路由器可能从多个来源收到多份的路由表，因此肯定会有一种方法可以比较不同的 BGP路由表，并从中选择最佳的路由方案。这种方法就是BGP 最佳路径选择算法。

　　可能你会注意到，Cisco BGP路由器会将应用权重(weight)作为 路由表的第一标准，而其它品牌的路由器则不是这样。Cisco的官方BGP 最佳路径选择算法文档 中详细列明了所参考的各项标准。接下来我会列出每种标准并给出解释和范例。

　　默认情况下， BGP最佳路径都是基于最短自治系统(AS)的原理得出的。不过很多时候，诸如weight，local preference以及MED这样的标准都是网络管理员自行设定的。

　　接下来我们就按照BGP选择最佳路径的参考顺序将这几项标准介绍一下：

　　#1 Weight — 权重是 Cisco为本地路由器设定的自定义参数，并不随路由器更新而变化。如果指向某一IP地址的路径有多条(这很常见)，那么BGP会寻找权重最高的路径。设定权重的参考因素很多，包括邻居命令， as-path 访问列表，或者路由镜像等。

　　#2 Local Preference — 本地出口优先级参数会告知 AS 哪条路径具有本地优先，数值越高优先级越高。默认为100。比如：

　　bgp default local-preference 150

　　#3 Network or Aggregate — 这个参数会选择本地发起的网络或聚合作为路径。将特定的路径加入路由中，会让路由更有效率，同时也节省了网络空间。更多有关聚合的信息，可以参考Cisco的文章“Understanding Route Aggregation in BGP.”

　　#4 Shortest AS_PATH — BGP 只有在weight, local preference和locally originated相当接近的时候才使用这个参数。

　　#5 Lowest origin type — 这个参数处理Interior Gateway Protocol (IGP) 协议的优先级低于 Exterior Gateway Protocol (EGP)协议。

　　#6 Lowest multi-exit discriminator (MED) — 较低的 MED 值要优于较高的MED值。

　　#7 eBGP over iBGP — 类似于#5, BGP AS Path 更倾向 eBGP 而不是 iBGP。

　　#8 Lowest IGP metric — 这个参数倾向于采用最低IGP作为BGP下一跳。

　　#9 Multiple paths — 这个参数决定是否要在路由表中装入多个路径。可以参考 BGP Multipath 获取更多信息。

　　#10 External paths — 当所有路径都为外部路径时，选择首先接收到的路径(较老的路径)。

　　#11 Lowest router ID — 选择来自具有最低路由器ID的BGP路由器的路径。

　　#12 Minimum cluster list — 如果多个路径的originator或路由器 ID相同，选择cluster 列表长度最短的路径。

　　#13 Lowest neighbor address — 这是指最低邻居地址传来的路径。

　　有些命令需要不断的用到BGP 参数，它们是show ip bgp 和 show ip bgp summary。实际上，我更喜欢给这两个命令创建别名，以便能更快捷的使用它们(参考我的文章《 用Cisco命令别名更有效的输入命令》)。这些命令可以让你快速获取 BGP以及与路由器的关系。下面是使用show ip bgp 命令后的情况范例：

　　RTA# show ip bgp

　　BGP table version is 14, local router ID is 203.250.15.10

　　Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i -internal

　　Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

　　Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path

　　*>i128.213.0.0 128.213.63.2 0 200 0 200 i

　　> 192.208.10.0 192.208.10.5 0 300 0 300 i

　　*>i200.200.0.0/16 128.213.63.2 200 0 200 400 i

　　>i203.250.13.0 203.250.13.41 0 100 0 i

　　*>i203.250.14.0 203.250.13.41 0 100 0 i

　　*> 203.250.15.0 0.0.0.0 0 32768 i

　　带星号的是BGP最佳路径选择算法选出的最佳路径。

　　总 结

　　不论你是使用 BGP的网管，还是只是为了CCIE或CCNP考试学习BGP的学员，懂得这方面的知识都是非常有益的。正如上面看到的，使用参数和命令行的方式，确实可以快速实现所需功能。

　　更多信息，可以查阅Cisco官方 BGP最佳路径算法 文档以及Cisco的 配置 BGP 文档。