BGP报文类型简介

前面我们了解了BGP的发展与由来，学习了BGP邻居的类型，今天来学习下BGP的报文类型。

## 一、BGP报文类型概述
BGP存在5种类型的报文，不同类型的报文拥有相同的头部（header），主要通过type字段区分不同的报文。

![BGP报文头部1](/media/202405/2024-05-27_115706_9022850.8147171394818162.png)

![BGP报文头部2](/media/202405/2024-05-27_115724_1843960.014655868172678943.png)

报文类型如下：

|报文名称	|作用	|发送时刻|
|---|---|---|
|Open	|协商BGP对等体参数，建立对等体关系	|BGP TCP连接建立成功之后|
|Update|	发送BGP路由更新	|BGP对等体关系建立之后有路由需要发送或路由变化时向对等体发送Update报文|
|Notification|	报告错误信息，中止对等体关系	|当BGP在运行中发现错误时，发送Notification报文将错误通告给BGP对等体|
|Keepalive	|标志对等体建立，维持BGP对等体关系	|BGP路由器收到对端发送的Keepalive报文，将对等体状态置为已建立，同时后续定期发送keepalive报文用于保持连接|
|Route-refresh	|用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。只有支持路由刷新能力的BGP设备会发送和响应此报文	|当路由策略发生变化时，触发请求对等体重新通告路由|

简单说明就是当两台路由器启动BGP进程后开始发送**OPEN报文**开始协商建立对等体，然后双方发送**Keepalive报文**标志对等体建立，对等体建立完成后通过**Update报文**更新和撤销BGP路由，如果BGP邻居故障则发送**Notification**中止，**Route-refresh**报文用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。

## 二、BGP报文格式 - Open
Open报文是TCP连接建立之后发送的第一个报文，用于建立BGP对等体之间的连接关系，报文格式如左侧所示，主要字段解释如下：
- Version：BGP的版本号。对于BGP 4来说，其值为4。
- My AS（autonomous system）：本地AS号。通过比较两端的AS号可以判断对端是否和本端处于相同AS。
- Hold Time：保持时间。在建立对等体关系时两端要协商Hold Time，并保持一致。如果在这个时间内未收到对端发来的Keepalive报文或Update报文，则认为BGP连接中断。
- BGP Identifier：BGP标识符，以IP地址的形式表示，用来识别BGP路由器。也就是Router-ID,需要唯一。
- Opt Parm Len：Optional parameters的长度。
- Optional parameters：宣告自身对于一些可选功能的支持，比如认证、多协议支持。

![Open报文](/media/202405/2024-05-27_115748_8800940.2534301867678418.png)

![报文抓包](/media/202405/2024-05-27_115805_0931790.9227210687373975.png)

## 三、BGP报文格式 - Keepalive
BGP路由器收到对端发送的Keepalive报文，将对等体状态置为已建立，同时后续定期发送keepalive报文用于保持连接。

Keepalive报文格式中只包含报文头，没有附加其他任何字段。

![Keepalive报文](/media/202405/2024-05-27_115819_7555780.3908422423306328.png)

简单说就是一个保活的报文，每隔一段时间问一句"在吗?"的功能，有回复则维持邻居关系，没有回复经过一定时间则中止邻居关系。

## 四、BGP报文格式 - Update
Update报文用于在对等体之间传递路由信息，可以用于发布、撤销路由。

一个Update报文可以通告具有相同路径属性的多条路由，这些路由保存在**NLRI（Network Layer Reachable Information，网络层可达信息）** 中。同时Update还可以携带多条不可达路由，用于告知对方撤销路由，这些保存在**Withdrawn Routes字段**中。

![Update报文](/media/202405/2024-05-27_115834_2886500.7442110323226636.png)

重要字段说明：
- Unfeasible routes length：不可达路由字段的长度，以Byte为单位。如果为0则说明没有Withdrawn Routes 字段。
- Withdrawn Routes Length：标明Withdrawn Routes部分的长度。其值为零时，表示没有撤销的路由。
- Total path attribute length：路径属性字段的长度，以Byte为单位。如果为0则说明没有Path Attributes 字段。
- Path attributes：与NLRI相关的所有路径属性列表，每个路径属性由一个TLV（Type-Length-Value）三元组构成。
- NLRI：可达路由的前缀和前缀长度二元组。

![报文抓包](/media/202405/2024-05-27_115850_9402820.34645888584223306.png)

![撤销路由报文](/media/202405/2024-05-27_115904_8581370.4415303722767009.png)

Update报文就是用于更新报文的，存放在NLRI中，如果有撤销路由信息存放在Withdrawn Routes。

## 五、BGP报文格式 - Notification
当BGP检测到错误状态时（对等体关系建立时、建立之后都可能发生），就会向对等体发送Notification，告知对端错误原因。之后BGP连接将会立即中断。

![Notification报文格式](/media/202405/2024-05-27_115918_7161670.36723539477674505.png)

- Error Code、Error subcode：差错码、差错子码，用于告知对端具体的错误类型。
- Data：用于辅助描述详细的错误内容，长度并不固定。

就是告警和报错的返回报文信息。

![Notification抓包](/media/202405/2024-05-27_115937_3111500.5616104860646416.png)

## 六、BGP报文格式 - Route-refresh
Route-refresh报文用来要求对等体重新发送指定地址族的路由信息，一般为本端修改了相关路由策略之后让对方重新发送Update报文，本端执行新的路由策略重新计算BGP路由。

在Open报文协商时会协商是否支持Route-refresh，如果对等体支持Route-refresh能力，则可以通过refresh bgp命令手工对BGP连接进行软复位，BGP软复位可以在不中断BGP连接的情况下重新刷新BGP路由表，并应用新的策略。

对于不支持Route-Refresh能力的BGP对等体，可以配置keep-all-routes命令，保留该对等体的所有原始路由，这样不需要复位BGP连接即可完成路由表的刷新。

![Route-refresh报文](/media/202405/2024-05-27_115952_5215490.5835557594843365.png)

相关字段内容如下：
- AFI：Address Family Identifier，地址族标识，如IPv4。
- Res.：保留，8个bit必须置0。
- SAFI：Subsequent Address Family Identifier，子地址族标识。

![Route-refresh抓包](/media/202405/2024-05-27_120008_7717730.2346686888405104.png)

类似于手动触发更新路由请求的报文。

总结：当两台路由器启动BGP进程后开始发送**OPEN报文**开始协商建立对等体，然后双方发送**Keepalive报文**标志对等体建立，对等体建立完成后通过**Update报文**更新和撤销BGP路由，如果BGP邻居故障则发送**Notification**中止，**Route-refresh**报文用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。

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