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BGP路由协议详解制作人：张选波二〇〇九年六月二十二日一、BGP的概况BGP最新的版本是BGP第4版本（BGP4）,它是在RFC4271中定义的；一个路由器只能属于一个AS。
AS的范围从1-65535（64512-65535是私有AS号），RFC1930提供了AS 号使用指南。
BGP的主旨是提供一种域间路由选择系统，确保自主系统只能够无环地交换路由选择信息，BGP路由器交换有关前往目标网络的路径信息。
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。
1、BGP的特性BGP将传输控制协议（TCP）用作其传输协议。
是可靠传输，运行在TCP的179端口上（目的端口）由于传输是可靠的，所以BGP0使用增量更新，在可靠的链路上不需要使用定期更新，所以BGP使用触发更新。
类似于OSPF和ISIS路由协议的Hello报文，BGP使用keepalive周期性地发送存活消息（60s）（维持邻居关系）。
BGP在接收更新分组的时候，TCP使用滑动窗口，接收方在发送方窗口达到一半的时候进行确定，不同于OSPF等路由协议使用1-to-1窗口。
丰富的属性值可以组建可扩展的巨大的网络2、BGP的三张表邻居关系表⏹所有BGP邻居转发数据库⏹记录每个邻居的网络⏹包含多条路径去往同一目的地，通过不同属性判断最好路径⏹数据库包括BGP属性路由表⏹最佳路径放入路由表中⏹EBGP路由（从外部AS获悉的BGP路由）的管理距离为20⏹IBGP路由（从AS系统获悉的路由）管理距离为200如下图所示。
邻居表，包含与之建立BGP连接的邻居⏹使用命令show ip bgp summary可以查看到Router#sh ip bgp summaryBGP router identifier 11.1.1.1, local AS number 100BGP table version is 8, main routing table version 85 network entries using 585 bytes of memory6 path entries using 312 bytes of memory4/3 BGP path/bestpath attribute entries using 496 bytes of memory1 BGP AS-PATH entries using 24 bytes of memory0 BGP route-map cache entries using 0 bytes of memory0 BGP filter-list cache entries using 0 bytes of memoryBGP using 1417 total bytes of memoryBGP activity 5/0 prefixes, 6/0 paths, scan interval 60 secsNeighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd10.1.1.1 4 100 14 18 8 0 0 00:09:32 211.1.1.2 4 200 12 16 8 0 0 00:07:03 1转发表，从邻居那里获悉的的所有路由都被加入到BGP转发表中。
网络规划设计师考试全程指导第 7 章网络互连协议根据考试大纲，本章要求考生掌握以下知识点：（1）网络互连的概念。
（2）网络互连的方法。
（3）路由算法：静态路由算法、自适应路由算法、广播路由算法、分层路由算法。
（4）路由协议：路由信息协议、开放最短路径优先协议、边界网关协议。
7.1 网络互连概述网络互连的主要目的是将各种大小、类型的网络，从物理上连接起来，组成一个覆盖范围更大、功能更强、方便数据交换的网络系统。
同时，又可以将组网后的网络内机器按逻辑进行划分，形成一个个逻辑网络。
网络互连包含以下几个方面：（1）互连（Interconnection）：是指网络在物理上的连接，两个网络之间至少有一条在物理上连接的线路，它为两个网络的数据交换提供了物资基础和可能性，但并不能保证两个网络一定能够进行数据交换，这要取决于两个网络的通信协议是不是相互兼容。
（2）互联（internetworking）：是指网络在物理和逻辑上，尤其是逻辑上的连接。
（3）互通（intercommunication）：是指两个网络之间可以交换数据。
（4）互操作（interoperability）：是指网络中不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力。
网络互连技术优势体现在以下方面：（1）支持多种介质。
（2）支持多种网络规程。
（3）支持多种网络互连协议。
网络互连技术正在发生着根本性的变化，推动它发展的动力包括：商业需求、新的网络应用的不断出现、技术进步、信息高速公路的发展。
可见，网络互连技术已成为当前网络技术研究与应用的一个新的热点问题。
网络互连的要求主要有以下几点：（1）需要在网络之间提供一条链路，至少需要一条物理和链路控制的链路。
（2）提供不同网络节点的路由选择和数据传送。
（3）提供网络记账服务，记录网络资源使用情况，提供各用户使用网络的记录及有关状态信息。
（4）在提供网络互连时，应尽量避免由于互连而降低网络的通信性能。
（5）不修改互连在一起的各网络原有的结构和协议。
EIGPR总结：一：特性1.100%的无环路2.支持等价与不等价负载均衡3.灵活网络计划（没有主干地区）4.多播更新代替广播更新（广播更新不可靠且不安详）5.支持 VLSM和连续子网6.在网络任何地方支持手动汇总7.支持单播汇总二：知识点1.EIGRP有三张表：邻居表，拓扑表，路由表此中邻居成立需满意两点：1.AS号同等 2.5K值（带宽，耽误，可靠性，负载，MTU）2.EIGRP 5个包是：hello包，update，query，reply，ackhello：成立邻居，应用所在是224.0.0.10update：发送给邻居query：网络发生妨碍时且没有FS(可行后继者)时发送reply：单播形式中兴ack：是对update，query和reply中兴3.hello包每5s发一次（广播网络）hello包每60s发一次（非广播网络）hold工夫默认是hello工夫的三倍4.EIGRP 支持 224 跳，IGRP支持 255 跳5.重传机制，当重传次数到达 16次时仍不中兴，则将踢出邻人表6，EIGRP的3种管理间隔EIGRP的汇总路由：5 内部EIGRP：90 外部EIGRP：1707.EIGRP的路由掩护（包孕与DUAL算法中）假如不存在可行后继路由，路由器将服从下列步调：1．EIGRP的工作原理：EIGRP 协议的特点：运行EIGRP 的路由器之间形成邻居关系，并交换路由信息。
相邻路由器之间通过发送和接收Hello 包来保持联系，维持邻居关系。
Hello 包的发送间隔默认值为5s钟。
●运行EIGRP 的路由器存储所有与其相邻路由器的路由表信息，以便快速适应路由变化；●如果没有合适的路由存在，EIGRP 将查询其相邻的路由器，以便发现可以替换的路由。
●采用不定期更新，即只在路由器改变计量标准或拓扑出现变化时发送部分更新信息。
●支持可变长子网掩码（VLSM）和不连续的子网，艾持对自动路由汇总功能的设定。
准备工作
1、传输号：机架-机框-面板-传输号（其中SDH最后一位需加8，PTN不用）；
2、物理报表：IP Over E1配置、HDLC、PPP参数配置三张表。
步骤：
第一步：在DTB或SDTB上添加所给传输号，必须选EUIP类型；
第二步：在EUIP（必须与本基站原有传输相同EUIP）上配置HDLC信息，其中设置的HDLC 编号和EUIP的2MHW编号在此EUIP上必须唯一，DT PCM号必须未被使用，配置完成后将EUIP 2MHW时限号和DT PCM时隙号点“>>”按钮添加到已选择时隙信息，最后点“添加”按钮；
第三步：双击IP相关配置，①在IP Over E1配置里进行添加，设置的端口号在EUIP上必须唯一，HDLC编号用前面设置的编号；②在PPP设置里添加
选择EUIP号和①设置的端口号，、
、
必须与基站已有传输
设置一致，其余选择默认即可；③在IP带宽资源池配置上行带宽和下行带宽，带宽设置为：31*64*1.5*传输数目。
第四步：在基站OMCB侧PhyLayerPort表、HDLC表、PPPLink表分别进行相关配置，注意HDLC表中所选时隙（标识为1）数必须与EUIP板上添加时隙数相同，同为31或30。
chapter 1L1：物理层PDU：bits 比特流作用：传输比特流（01000100101010...）介质：同轴电缆： coaxial cable 传输距离 500米双绞线（TP）：twisted-pair cable 传输距离 100米非屏蔽双绞线（UTP）：室内屏蔽双绞线（STP）：室外（环境干扰强）直通线：AA BB 链接异性端口：pc-hub pc-sw sw-router交叉线：AB 链接同性端口:pc-pc router-router pc-router sw-sw反线：1-8 8-1 用于本地连接的console 控制线网线的两种制作方式：568A:白绿绿白橙篮白蓝橙白棕棕568B:白橙橙白绿篮白蓝绿白棕棕 1236 网线使用DCE：数据终端设备，需要配置clock rate DTE：数据终结设备对应传输介质的支持传输距离：1）1000base-cx 使用的是铜缆。
最大传输距离25米2）100Base-Tx/Fx100Base-Tx以5类非屏蔽双绞线为传输介质（最大传输距离是100米）100Base-Fx以光纤为传输介质（2000米）。
3）1000base-SX（MMF多模）：最长传输距离是550米4）1000base-LX：可以使用单模光纤也可以使用多模光纤使用多模光纤的最大传输距离为550m，使用单模光纤的最大传输距离为3千米5）1000base-zx（单模）：最长传输距离是70KM以太网 Ethernent传输模式：单工:只能发或者收半双工：即可以收也可以发，但是同一时间只能收或者发列如对讲机全双工：同一时间既可以收也可以发列如手机Auto：中继器（Repeater）：对信号放大，双绞线的传输距离只有100M，使用中继器可以延长传输距离。
hub ：多口中继，一个数据帧从一个入口进，会发送到HUB的所有其他端口而不进行过滤。
L2：数据链路层PDU：frame 帧作用：成帧，差错控制设备：网桥（bridge）：基于MAC地址转发，根据mac-port表，数据包只发到和MAC地址相对应的port端口交换机（switch）：多口网桥，独享带宽L2层编制：MAC地址MAC地址构成：48bit，12位十六进制数可以通过ipconfig/all 查询电脑的mac地址L2表：MAC-port表（mac地址表）冲突域：不可避免的数据冲突范围，由中继、hub链接构成并扩大，见到L2层端口截止，每一个交换机端口形成一个冲突域HUB：所有端口都在一个冲突域，是增加了冲突域的范围交换机：没一个端口都是一个冲突域，是增加了冲突域的数量，减少了冲突域的范围HUB：是共享带宽 10M 所有端口共享10M交换机：独享带宽 10M 每个端口同时有10ML3：网络层 PDU：packet 包作用：逻辑编制：ip地址、路由（路径的选择）IP地址与mac地址的区别？Mac地址通信：同一个网络，mac通信跨网络通信：ip地址IP地址：版本v4；32bit；点分是进制法 192.168.0.1IP=网络位+主机位掩码：mask：连续的1+连续的0，来确定IP地址的网络位+主机位，1位对应网络位，0位对应主机位。
简答数据转发原理的三张表,并分别说明其工作原理。
全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：数据转发作为计算机网络中的重要概念，在实际应用中起着至关重要的作用。
数据转发的原理主要是通过路由器或交换机等网络设备实现将数据包从源主机发送到目的主机的过程。
在本文中，将以三张表的形式展示数据转发的基本原理，并分别详细解释其工作原理。
表1：数据转发的基本原理| 步骤| 描述|| ---- | ---- || 1 | 源主机发送数据包到目的主机|| 2 | 数据包经过路由器或交换机进行转发|| 3 | 转发设备根据目的主机的IP地址查找最佳路径|| 4 | 数据包被发送到目的主机|路由器是实现数据转发的关键设备之一，在接收到数据包后，会根据目的IP地址查找路由表，确定下一跳路由器的IP地址，并将数据包发送到下一跳路由器。
这个过程不断重复，直到数据包最终到达目的主机。
数据转发的原理是通过路由器或交换机等网络设备实现将数据包从源主机发送到目的主机的过程。
路由器通过查找路由表确定下一跳路由器的IP地址，交换机通过学习MAC地址和端口信息确定数据包的转发路径。
这些设备在网络中起着关键的作用，保证数据包能够快速、可靠地到达目的地。
希望本文对读者有所帮助，更深入地理解数据转发的原理。
第二篇示例：数据转发是网络通信中常见的一种操作，通过数据转发，可以实现不同设备之间的数据交流和传递。
在网络通信中，数据转发是指数据包从源主机传输到目标主机的过程，通过路由器、交换机等网络设备实现。
数据转发的工作原理可以通过三张表来解释，分别是转发表、路由表和交换表。
第一张表是转发表，转发表是一种记录数据包传输路径的数据结构，它将目的地址映射到下一跳地址，通常由网络设备维护和更新。
当数据包到达网络设备时，设备会根据目的地址查询转发表，找到对应的下一跳地址，并将数据包发送至下一跳地址。
这样，数据包就可以在网络中传递到目的地址。
第二张表是路由表，路由表记录了网络中不同节点之间的通信路径信息，包括网络地址、子网掩码、下一跳地址等。
EIGRP三张表的内容1.查看邻居表R2#show ip eigrp neighborsIP-EIGRP neighbors for process 90H Address Interface Hold Uptime SRTT RTO Q Seq(sec) (ms) Cnt Num1 12.1.1.1 Se0/0 12 00:03:46 50 300 0 20 23.1.1.3 Se0/1 13 00:03:49 66 396 0 2Queue：（Qcnt），等待发送的排除排列的包，如果值⼤于0则说明发⽣了拥塞SRTT：向邻居发送包及收到邻居回应ACK的平均回程时间RTO：重传超时时间，路由器在重新传输包之前等待ACK的时间hold time :定义了等待没有从邻居那⾥接收到任何包的最⼤时间，当接收到新的包以后，hold timer复位2.查看拓扑表R2#show ip eigrp topologyIP-EIGRP Topology Table for AS(90)/ID(2.2.2.2)Codes: P - Passive, A - Active, U - Update, Q - Query, R - Reply,r - reply Status, s - sia StatusP 1.1.1.0/24, 1 successors, FD is 2297856via 12.1.1.1 (2297856/128256), Serial0/0P 2.2.2.0/24, 1 successors, FD is 128256via Connected, Loopback0P 3.3.3.0/24, 1 successors, FD is 2297856via 23.1.1.3 (2297856/128256), Serial0/1P 12.1.1.0/24, 1 successors, FD is 2169856via Connected, Serial0/0P 23.1.1.0/24, 1 successors, FD is 2169856via Connected, Serial0/13.查看路由表show ip router总结:邻居表包含的内容：邻居的接⼝地址、本地接⼝、hold time 、邻居建⽴时间等拓扑表包含的内容：到⽬的⽹络的所有链路、FD值、以及到⽬的⽹络的每⼀条链路所经过的下⼀跳、每⼀条的FD/AD值路由表包含的内容：⽬的⽹络、下⼀跳、FD值。
一：OSI 7层参考模型物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层TCP/IP 协议栈网络接口层网络层传输层应用层二：IP地址： 32BIT 采用点分十进制分类：A 1-126 网络位 8位B 128-191 网络位 16位C 192-223 网络位 24位D 224-239 组播地址E 240-255 科研特殊IP 127.0.0.1 本地回环地址1.所有网络255.255.255.255 广播IP主机位全为0 代表本网段主机位全为1 本网段广播IP技术 VLSM 变长子网掩码掩码比主类大 172.16.1.0/24CIDR 无类域间路由掩码比主类小 192.168.0.0/16路由聚合用一条条目代表若干条作用：减少路由表大小节约流量传输层：TCP UDPTCP :面向连接可靠传输：3次握手机制重传机制UDP:非面向连接不可靠传输三：路由分类范围：同个AS: IGP---RIP OSPF ISIS 不同AS: EGP—BGP算法：DV---RIP BGP LS:OSPF ISIS路由来源：1.直连 2.静态 3.动态静态路由：可以是出接口也可以是下一条IP默认路由 0.0.0.0 0.0.0.0 作为出口网关上动态路由：RIP ---DV 30S 周期更新触发更新最大跳数：15 RIPV1 ---广播更新 255.255.255.255不支持VLSM 认证手动汇总有类路由协议RIPV2—组播更新 224.0.0.9 支持VLSM 认证手动汇总无类路由RIP报文：1.request 请求包 2.response 应答包（路由表）OSPF----LS 组播更新 224.0.0.5 224.0.0.6OSPF 报文：1.HELLO 建立维持邻居2.DD 数据库描述3.LSR 链路状态请求（请求明细路由）4.LSU 链路状态更新（所请求的路由）5.LSACK 确认OSPF 三张表：1.邻居表 2.LSDB 3.路由表四：端口聚合：增加带宽加大转发效率把多条线路（最大8条）逻辑捆绑成1条线路（带宽为总和）端口镜像：监控监控某一设备/端口/数据流VLAN技术：隔离广播域（不同VLAN 在L2 交换机不能互访）TRUNK技术：一条线路由传递所有VLAN流量。
一：MAC地址表详解
说到MAC地址表，就不得不说一下交换机的工作原理了，因为交换机是根据MAC地址表转发数据帧的。
在交换机中有一张记录着局域网主机MAC地址与交换机接口的对应关系的表，交换机就是根据这张表负责将数据帧传输到指定的主机上的。
交换机的工作原理
交换机在接收到数据帧以后，首先、会记录数据帧中的源MAC地址和对应的接口到MAC表中，接着、会检查自己的MAC表中是否有数据帧中目标MAC地址的信息，如果有则会根据MAC表中记录的对应接口将数据帧发送出去(也就是单播)，如果没有，则会将该数据帧从非接受接口发送出去(也就是广播)。
如下图：详细讲解交换机传输数据帧的过程
1)主机A会将一个源MAC地址为自己，目标MAC地址为主机B的数据帧发送给交换机。
2)交换机收到此数据帧后，首先将数据帧中的源MAC地址和对应的接口(接口为
f 0/1) 记录到MAC地址表中。
3)然后交换机会检查自己的MAC地址表中是否有数据帧中的目标MAC地址的信息，如果有，则从MAC地址表中记录的接口发送出去，如果没有，则会将此数据帧从非接收接口的所有接口发送出去(也就是除了f 0/1接口)。
4)这时，局域网的所有主机都会收到此数据帧，但是只有主机B收到此数据帧时会响应这个广播，并回应一个数据帧，此数据帧中包括主机B的MAC地址。
5)当交换机收到主机B回应的数据帧后，也会记录数据帧中的源MAC地址(也就是主机B的MAC地址)，这时，再当主机A和主机B通信时，交换机根据MAC地址表中的记录，实现单播了。
如下图：当局域网存在多个交换机互联的时候，交换机的MAC地址表是怎么记录的呢？
1)主机A将一个源MAC地址为自己，目标MAC地址主机C的数据帧发送给交换机
2)交换机1收到此数据帧后，会学习源MAC地址，并检查MAC地址表，发现没有目标MAC地址的记录，则会将数据帧广播出去，主机B和交换机2都会收到此数据帧。
3)交换机2收到此数据帧后也会将数据帧中的源MAC地址和对应的接口记录到MAC地址表中，并检查自己的MAC地址表，发现没有目标MAC地址的记录，则会广播此数据帧。
4)主机C收到数据帧后，会响应这个数据帧，并回复一个源MAC地址为自己的数据帧，这时交换机1和交换机1都会将主机C的MAC地址记录到自己的MAC 地址表中，并且以单播的形式将此数据帧发送给主机A。
5)这时，主机A和主机C通信就是一单播的形式传输数据帧了，主机B和主机C通信如上述过程一样，因此交换机2的MAC地址表中记录着主机A和主机B 的MAC地址都对应接口f 0/1。
总结：从上面的两幅图可以看出，交换机具有动态学习源MAC地址的功能，并且交换机的一个接口可以对应多个MAC地址，但是一个MAC地址只能对应一个接口。
注意：交换机动态学习的MAC地址默认只有300S的有效期，如果300S内记录的MAC地址没有通信，则会删除此记录。
二、ARP缓存表详解
上面我们讲解了交换机的工作原理，知道交换机是通过MAC地址通信的，但是我们是如何获得目标主机的MAC地址呢？这时我们就需要使用ARP协议了，在每台主机中都有一张ARP表，它记录着主机的IP地址和MAC地址的对应关系。
ARP协议：ARP协议是工作在网络层的协议，它负责将IP地址解析为MAC地址。
如下图：详细讲解ARP的工作原理。
1)如果主机A想发送数据给主机B，主机A首先会检查自己的ARP缓存表，查看是否有主机B的IP地址和MAC地址的对应关系，如果有，则会将主机B的MAC地址作为源MAC地址封装到数据帧中。
如果没有，主机A则会发送一个ARP请求信息，请求的目标IP地址是主机B的IP地址，目标MAC地址是MAC 地址的广播帧(即FF-FF-FF-FF-FF-FF)，源IP地址和MAC地址是主机A的IP 地址和MAC地址。
2)当交换机接受到此数据帧之后，发现此数据帧是广播帧，因此，会将此数据帧从非接收的所有接口发送出去。
3）当主机B接受到此数据帧后，会校对IP地址是否是自己的，并将主机A的IP地址和MAC地址的对应关系记录到自己的ARP缓存表中，同时会发送一个ARP应答，其中包括自己的MAC地址。
4)主机A在收到这个回应的数据帧之后，在自己的ARP缓存表中记录主机B的IP地址和MAC地址的对应关系。
而此时交换机已经学习到了主机A和主机B 的MAC地址了。
路由表详解
路由器负责不同网络之间的通信，它是当今网络中的重要设备，可以说没有路由器就没有当今的互联网。
在路由器中也有一张表，这张表叫路由表，记录着到不同网段的信息。
路由表中的信息分为直连路由和非直连路由。
直连路由：是直接连接在路由器接口的网段，由路由器自动生成。
非直连路由：就是不是直接连接在路由器接口上的网段，此记录需要手动添加或者是使用动态路由。
路由表中记录的条目有的需要手动添加(称为静态路由)，有的测试动态获取的(称为动态路由)。
直连路由属于静态路由。
路由器是工作在网络层的，在网络层可以识别逻辑地址。
当路由器的某个接口收到一个包时，路由器会读取包中相应的目标的逻辑地址的网络部分，然后在路由表中进行查找。
如果在路由表中找到目标地址的路由条目，则把包转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，那么，如果路由配置默认路由，就科举默认路由的配置转发到路由器的相应接口；如果没有配置默认路由，则将该包丢弃，并返回不可到达的信息。
这就是数据路由的过程。
如下图：详细介绍路由器的工作原理
1)HostA在网络层将来自上层的报文封装成IP数据包，其中源IP地址为自己，目标IP地址是HostB，HostA会用本机配置的24位子网掩码与目标地址进行“与”运算，得出目标地址与本机不是同一网段，因此发送HostB的数据包需要经过网关路由A的转发。
2)HostA通过ARP请求获取网关路由A的E0口的MAC地址，并在链路层将路由器E0接口的MAC地址封装成目标MAC地址，源MAC地址是自己。
3)路由器A从E0可接收到数据帧，把数据链路层的封装去掉，并检查路由表中是否有目标IP地址网段(即192.168.2.2的网段)相匹配的的项，根据路由表中记录到192.168.2.0网段的数据请发送给下一跳地址10.1.1.2，因此数据在路由器A 的E1口重新封装，此时，源MAC地址是路由器A的E1接口的MAC地址，封装的目标MAC地址则是路由器2的E1接口的MAC地址。
4)路由B从E1口接收到数据帧，同样会把数据链路层的封装去掉，对目标IP地址进行检测，并与路由表进行匹配，此时发现目标地址的网段正好是自己E0口的直连网段，路由器B通过ARP广播，获知HostB的MAC地址，此时数据包在路由器B的E0接口再次封装，源MAC地址是路由器B的E0接口的MAC 地址，目标MAC地址是HostB的MAC地址。
封装完成后直接从路由器的E0接口发送给HostB。
5)此时HostB才会收到来自HostA发送的数据。
总结：路由表负责记录一个网络到另一个网络的路径，因此路由器是根据路由表工作的。
