边界网关协议 (BGP) 是一种复杂且关键的路由协议，用于控制数据在互联网上的传输方式。该协议的职责是确保数据包通过构成全球互联网的互连网络的复杂网格正确路由。
BGP的产生与演进
BGP 于 1989 年 6 月在 RFC 1105 中首次定义，以应对现有外部网关协议 (EGP) 的局限性。随着互联网的快速发展，EGP的基本层次结构已经不足以适应互联网日益复杂的拓扑结构。解决方案是 BGP，这是一种更先进、更灵活的协议，旨在管理自治系统 (AS)（构成互联网的各个网络）之间的复杂路由决策。
BGP 自诞生以来经历了多次修订，每次都带来了改进和附加功能。最新版本 BGP-4 于 2006 年推出，至今仍然是使用的标准。
深入研究 BGP：一种扩展的路由协议
BGP 是一种路径矢量协议，使路由器能够就数据从其来源传输到目的地的最佳路径进行通信。互联网上的每个自治系统 (AS) 使用 BGP 向其他 AS 通告其可达性信息。
路径信息存储在属性中，包括各种数据，例如起源AS、信息经过的AS路径等等。然后，BGP 决策过程使用这些属性来确定数据传输的最佳路径。
BGP 路由器在 BGP 消息中交换网络可达性信息。此信息包括 AS 可以到达的网络或“前缀”列表，以及每个前缀的 BGP 属性，这些属性提供了有助于路径选择的信息。
BGP的内在机制：保证数据有效传输
BGP 通过广告和决策系统来运行。 BGP 路由器发送有关它们可以通往其他网络的路径的“广告”。这些通告包含完整的路径信息，这使得 BGP 成为路径矢量协议。
当 BGP 路由器收到这些通告时，它会根据其路径属性做出决策，优先考虑最短、最稳定和最可靠的路径。决策过程遵循一组称为 BGP 决策算法的结构化规则。一旦选择了路径，BGP 路由器就会将此决定通告给其他路由器，从而在整个网络中传播更新的路由信息。
BGP 使用 TCP（传输控制协议）作为其传输协议。这确保了路由信息的可靠传递，因为 TCP 提供了确认收到的数据包和重传丢失数据包的机制。
BGP 的主要特性
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域间路由：BGP 用于自治系统之间（域间）的路由，这对于互联网的运行至关重要。
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路径向量协议：BGP 是一种路径矢量协议，这意味着它使用各种路径属性 (PA) 来确定数据传输的最佳路径。
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环路预防：BGP本质上是通过检查AS路径属性来防止路由环路，拒绝已经包含自己AS的路由。
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基于策略的路由：BGP 高度灵活，允许网络管理员根据性能、成本或安全需求等各种因素来操纵流量。
BGP 类型：内部和外部
BGP 可分为两种主要类型：内部 BGP (iBGP) 和外部 BGP (eBGP)。
| 边界网关协议 | 边界网关协议 | |
|---|---|---|
| 用法 | 用于AS内路由 | 用于不同AS之间的路由 |
| AS 路径属性 | 路径选择过程中不考虑 | 路径选择至关重要，优先考虑最短路径 |
| 环路预防 | 通过路由反射器或联盟来实现 | 通过AS路径检查实现 |
利用 BGP：潜在挑战和解决方案
BGP 在互联网运营中发挥着关键作用，为路由器提供了共享网络可达性信息的机制。然而，它也带来了某些挑战，主要是在安全性和可扩展性方面。
BGP 最大的安全问题之一是缺乏路由真实性验证，从而导致 BGP 劫持等问题，其中 AS 可能会公布虚假路由。为了缓解这种情况，可以使用资源公钥基础设施 (RPKI) 以加密方式验证路由通告。
由于互联网的指数级增长以及全球路由表规模的相应增加，可扩展性是另一个挑战。这可以通过无类别域间路由 (CIDR) 和路由聚合等技术来缓解。
BGP：与其他路由协议的比较
与其他路由协议（例如 OSPF（开放最短路径优先）或 RIP（路由信息协议））相比，BGP 有几个独特的功能。
| 边界网关协议 | 开放式SPF协议 | 安息吧 | |
|---|---|---|---|
| 类型 | 路径向量 | 链路状态 | 距离向量 |
| 可扩展性 | 高度可扩展 | 可在域内扩展 | 可扩展性有限 |
| 用法 | 域间 | 域内 | 域内 |
| 公制 | 多种属性 | 基于带宽的成本 | 跳数 |
BGP：未来展望
虽然 BGP 已经使用了 30 多年，但由于其稳健性、可扩展性和适应性，它可能仍然是互联网运营的核心。然而，重点正在转向通过 RPKI 和 SIDR（安全域间路由）计划等解决方案来提高其安全性。
人们对优化 BGP 以满足现代网络需求也越来越感兴趣。人们正在努力开发机器学习算法，以优化 BGP 配置并改进流量工程。
BGP 和代理服务器
代理服务器充当客户端从其他服务器寻求资源的请求的中介，可以使用 BGP 来增强其功能。通过利用 BGP，代理服务器可以做出更明智的路由决策，以优化性能、可靠性和安全性。
例如，跨越多个 AS 的代理服务器网络可以使用 BGP 确定数据传输的最佳路径，通过减少延迟并确保高可用性来改善客户端体验。
