BGP 技术连载：BGP5种消息类型-Open、Update、Notification、Keepalive、Route-refresh

BGP是一种用于在互联网中交换路由信息的协议，它负责确定最佳路径并将数据包从源路由器转发到目标路由器。

BGP的运行是通过消息来实现的。消息是BGP路由器之间交换信息的方式，通过消息，路由器可以更新彼此的路由表，通知其他路由器有关网络状态的变化，并确保网络拓扑的稳定性。

BGP消息共有5种类型，它们是：

1. Open消息
2. Update消息
3. Notification消息
4. Keepalive消息
5. Route-refresh消息

本文瑞哥将带大家好好了解一下这五种类型。

目录：

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Open消息

Open消息在BGP连接建立过程中起着至关重要的作用。它是在TCP连接建立后发送的第一个BGP消息，用于初始化BGP对等体之间的连接。通过Open消息，BGP路由器可以向对等体提供关于自身的信息，并协商与对等体之间的BGP会话参数，如BGP版本号、BGP路由器的ASN（自治系统号）、持有时间（Hold Time）等。

格式

Open消息的格式严格规定，以确保对等体之间能够正确解析和处理消息内容。其格式如下：

+-------------------------------+
|          BGP 包头            |
+-------------------------------+
|           消息类型            |   OPEN (1)
+-------------------------------+
|        BGP版本号              |
+-------------------------------+
|        ASN                   |
+-------------------------------+
|        持有时间               |
+-------------------------------+
|          BGP标志位           |
+-------------------------------+
|         可选参数长度          |
+-------------------------------+
|         可选参数               |
+-------------------------------+

其中，各字段含义如下：

• BGP包头：BGP消息的通用包头，包括消息长度等信息。
• 消息类型：指明消息类型为Open消息，其值为1。
• BGP版本号：指定BGP协议的版本号，目前主要为BGP-4。
• ASN：指定发送Open消息的BGP路由器的ASN（自治系统号）。
• 持有时间：指定BGP会话的持有时间，即路由器在未收到对等体Keepalive消息时保持连接的时间。
• BGP标志位：包括对路由器的认证信息等标志位。
• 可选参数长度：指定可选参数的长度。
• 可选参数：包含了一系列可选的参数，如路由器ID、认证信息等。

交换过程

Open消息的交换过程遵循一定的步骤，确保BGP对等体能够正确地建立连接并协商会话参数。主要步骤包括：

1. 发送Open消息：TCP连接建立后，BGP路由器将首先向对等体发送Open消息，其中包含了自身的信息和参数。
2. 接收并解析Open消息：对等体接收到Open消息后，将对消息进行解析，提取其中的信息，并进行必要的验证。
3. 协商参数：对等体根据接收到的Open消息内容，协商BGP会话的参数，包括版本号、ASN、持有时间等。
4. 发送Keepalive消息确认：协商成功后，对等体将发送Keepalive消息作为确认，以表明对Open消息的接收和认可，同时维持连接的有效性。
5. 连接建立完成：确认后，BGP对等体之间的连接建立完成，可以开始进行后续的消息交换，包括Update、Notification、Keepalive和Route-refresh消息。

💡记忆小技巧：Open消息是BGP连接的奠基石，通过它，BGP对等体能够建立连接并协商会话参数，确保后续消息交换的顺利进行。

Update消息

Update消息是BGP用来通告路由信息变化的主要手段之一。通过Update消息，BGP路由器可以向相邻路由器发布新的可达路由信息，或者撤销先前通告的不可达路由信息。Update消息的关键功能包括：

• 发布可达路由信息：BGP路由器可以通过Update消息向相邻路由器发布新的可达路由信息，以告知其他路由器如何到达特定目的地。
• 撤销不可达路由信息：BGP路由器也可以通过Update消息撤销先前通告的不可达路由信息，以确保网络中不再使用过时的路由信息。

格式

Update消息的格式严格规定，以确保对等体能够正确解析和处理消息内容。其格式如下：

+-------------------------------+
|          BGP 包头            |
+-------------------------------+
|           消息类型            |   UPDATE (2)
+-------------------------------+
|        撤销路由信息长度        |
+-------------------------------+
|        撤销路由信息            |
+-------------------------------+
|        可达路由信息长度        |
+-------------------------------+
|        可达路由信息            |
+-------------------------------+

其中，各字段含义如下：

• BGP包头：BGP消息的通用包头，包括消息长度等信息。
• 消息类型：指明消息类型为Update消息，其值为2。
• 撤销路由信息长度：指定撤销路由信息的长度。
• 撤销路由信息：包含了一组要撤销的不可达路由信息，每条路由信息通过目的地（用IP前缀表示）清楚地定义了BGP Speaker之间先前通告过的路由。
• 可达路由信息长度：指定可达路由信息的长度。
• 可达路由信息：包含了一组新的可达路由信息，每条路由信息共享一组路由属性，并通过目的地（用IP前缀表示）清楚地定义了BGP Speaker之间的新路由。

操作

一条Update消息可以执行多种操作，包括：

• 发布可达路由信息：通过可达路由信息字段，向相邻路由器发布新的可达路由信息。
• 撤销不可达路由信息：通过撤销路由信息字段，撤销先前通告的不可达路由信息。
• 同时发布可达路由和撤销不可达路由：一条Update消息可以同时携带可达路由信息和撤销路由信息，以实现同时发布新的路由信息和撤销旧的路由信息。
• 只发布可达路由或只撤销不可达路由：如果需要，Update消息也可以只用于发布可达路由或只用于撤销不可达路由，而不需要包含另一部分的信息。

💡记忆小技巧：Update消息是BGP路由信息交换的关键工具之一，它负责发布新的可达路由信息，同时撤销不可达路由信息，以保持BGP路由表的及时更新和网络拓扑的稳定性。

Notification消息

Notification消息是BGP用来通知对等体发生错误状态的一种机制。当一个BGP路由器检测到错误或异常情况时，比如路由不一致、邻居路由器身份验证失败等，它会立即向对等体发送Notification消息，以提醒对等体注意问题，并中断当前的BGP连接。Notification消息的主要功能包括：

• 警告错误状态：Notification消息用于向对等体发出警告，提醒其发生了错误状态或异常情况。
• 立即中断连接：Notification消息的发送会导致BGP连接立即中断，以防止错误状态的进一步传播和影响。

触发条件

Notification消息的发送是由BGP路由器在检测到错误状态时触发的。常见的触发条件包括：

• 路由不一致：当两个相邻BGP路由器之间的路由信息不一致时，可能会触发发送Notification消息，以防止路由环路或黑洞等问题的发生。
• 身份验证失败：如果在BGP连接建立过程中身份验证失败，比如使用了错误的密钥或密码，那么可能会触发发送Notification消息，以通知对等体认证失败。
• 其他异常情况：除了上述情况外，还可能出现其他异常情况，比如协议版本不兼容、消息格式错误等，都可能导致发送Notification消息。

作用

Notification消息的作用是及时警告对等体发生了错误状态，并且立即中断BGP连接，以防止错误状态的进一步传播和影响。通过发送Notification消息，BGP路由器可以有效地管理错误状态，保证网络的稳定性和可靠性。

💡记忆小技巧：Notification消息是BGP连接状态的警告器，它在BGP路由器检测到错误状态时发挥着重要的作用。通过警告错误状态并立即中断连接，Notification消息能够有效地保护网络免受错误状态的影响。

Keepalive消息

Keepalive消息是用于保持BGP连接的生命线的一种机制。BGP路由器会周期性地向相邻的对等体发送Keepalive消息，以确保连接仍然处于活跃状态。Keepalive消息的主要功能包括：

• 维持连接活跃：通过定期发送Keepalive消息，BGP路由器可以确保连接仍然保持活跃状态，避免连接因为长时间未活动而被中断。
• 确认连接状态：接收到对等体的Keepalive消息后，BGP路由器可以确认连接仍然有效，从而保证后续消息交换的顺利进行。

作用

Keepalive消息在BGP连接中发挥着至关重要的作用。它的作用主要体现在以下几个方面：

• 保持连接的稳定性：通过定期发送Keepalive消息，BGP路由器可以确保连接的稳定性，防止连接因为长时间未活动而被路由器或网络设备误认为失效。
• 避免连接超时：BGP路由器通常会配置一个持有时间（Hold Time），即在未收到对等体的Keepalive消息时保持连接的时间。通过定期发送Keepalive消息，可以避免连接超时而被中断。

重要性

Keepalive消息在BGP连接中具有重要的地位和意义，主要体现在以下几个方面：

• 提高连接可靠性：通过定期发送Keepalive消息，可以及时发现连接的异常状态，从而提高连接的可靠性和稳定性。
• 防止连接闲置：Keepalive消息可以防止连接因为长时间未活动而被路由器或网络设备误认为失效，从而避免连接的闲置和中断。
• 确保路由表同步：通过保持连接活跃，可以确保BGP路由器之间的路由表保持同步，及时反映网络拓扑的变化。

💡记忆小技巧：Keepalive消息是保持BGP连接活跃的生命线，在BGP连接中发挥着至关重要的作用。通过定期发送Keepalive消息，可以确保连接的稳定性和可靠性，提高网络的运行效率和性能。

Route-refresh消息

Route-refresh消息是用于动态刷新BGP路由表的一种机制。当BGP设备的入口路由策略发生变化时，本地BGP设备可以向相邻的对等体发送Route-refresh消息，请求其重新发送所有的可达路由信息。收到Route-refresh消息的对等体会重新发送路由信息，从而使得本地BGP设备能够及时更新路由表并应用新的路由策略。

作用

Route-refresh消息在BGP网络中发挥着重要的作用，主要体现在以下几个方面：

• 动态刷新路由表：通过发送Route-refresh消息，BGP设备可以实现对路由表的动态刷新，及时应用新的路由策略，适应网络拓扑和策略的变化。
• 不中断连接：Route-refresh消息的发送不会中断BGP连接，能够在保持连接的情况下完成路由表的刷新，避免对网络造成影响。
• 提高网络灵活性：Route-refresh消息使得BGP设备能够在不中断连接的情况下动态调整路由表，提高了网络的灵活性和可管理性。

应用场景

Route-refresh消息的应用场景主要包括：

• 路由策略变更：当BGP设备的入口路由策略发生变化时，可以通过发送Route-refresh消息来通知对等体重新发送路由信息，以便及时更新路由表。
• 网络拓扑变化：当网络拓扑发生变化时，比如新增了一条链路或者某个路由器发生了故障，可以通过Route-refresh消息来通知对等体重新发送路由信息，以及时反映网络状态的变化。

💡记忆小技巧：Route-refresh消息是实现动态刷新BGP路由表的重要机制，在BGP网络中发挥着至关重要的作用。通过发送Route-refresh消息，可以及时更新路由表并应用新的路由策略，提高了网络的灵活性和可管理性。