BGP，bgp选路原则
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BGP：连接世界的“交通警察”，默默守护你的每一次点击
想象一下，你轻轻一点鼠标，一个全球化的信息洪流便如约而至。你看到的社交媒体动态、收听的在线音乐、观看的流媒体视频，背后都有一个不为人知的“交通警察”在默默地指挥着，确保数据包能够以最快的速度、最准确的路径抵达目的地。这个“交通警察”，就是BGP，边界网关协议（BorderGatewayProtocol）。
一、BGP：互联网的“骨架”与“神经系统”
要理解BGP的重要性，我们首先需要明白互联网是如何构建起来的。互联网并非一个单一的、统一的网络，而是由成千上万个独立的网络（通常被称为自治系统，AutonomousSystem，简称AS）相互连接而成的庞大网络。每个AS可以是一个大型ISP（互联网服务提供商）、一个大学网络、一个大型企业网络，甚至是国家级的骨干网。
这些分散的AS是如何实现互联互通，形成我们今天所熟知的互联网呢？这就需要一种能够让这些AS之间“对话”的语言，一种能够互相宣告“我有这些地址，你可以通过我访问那里”的机制。BGP正是扮演了这个至关重要的角色，它就像是互联网的“骨架”和“神经系统”，负责在AS之间传递路由信息。
1.AS与AS号：互联网的“国界线”与“身份证”
在BGP的世界里，每一个AS都有一个唯一的编号，称为AS号（AutonomousSystemNumber）。AS号就像是每个“网络国家”的身份证，它用来唯一标识一个自治系统。当不同的AS之间需要交换路由信息时，它们就是通过AS号来区分彼此的。
2.BGP：不同“网络国家”的“外交官”
BGP协议是运行在AS边界路由器上的。这些边界路由器，就如同不同“网络国家”的“外交官”，它们负责与其他AS的边界路由器进行通信，交换路由信息。一个AS如何得知如何到达另一个AS的网络地址？这完全依赖于BGP的路由宣告。
当一个AS有了新的网络地址，或者其已知的网络地址的可达性发生变化时，它会通过BGP协议将这些信息宣告给它的邻居AS。邻居AS接收到这些宣告后，会更新自己的路由表，并可能将这些信息进一步宣告给其他的邻居。如此层层传递，路由信息便能在整个互联网范围内扩散开来。
3.路由表：互联网的“世界地图”
BGP的核心是其维护的路由表。每个运行BGP的路由器都维护着一个巨大的路由表，里面记录了到达互联网上各个AS所拥有的IP地址段的最佳路径。这个路由表并非静态的，而是动态更新的。当互联网拓扑发生变化（例如，某条线路中断、某个AS新增或删除了网络段），BGP协议就会检测到这些变化，并及时更新路由表，确保数据包能够找到新的、可达的路径。
4.BGP的“决策艺术”：如何选择“最佳路径”
互联网上，通往同一个目的地可能存在多条路径。BGP的伟大之处在于，它能够根据一系列复杂的“决策规则”，在众多可能的路径中，选择出“最佳”的一条。这些规则被称为BGP的路径属性（PathAttributes），包括：
ASPATH（AS路径）：这是BGP选择路径最重要的属性之一。它记录了到达某个目的地需要经过的所有AS号。BGP倾向于选择ASPATH最短的路径，这通常意味着更少的中间节点，更快的传输速度。LOCALPREF（本地偏好）：这个属性用于在同一个AS内部，为不同的出口路由设置偏好。
AS内部的路由器会优先选择具有更高LOCALPREF的路径。MED（Multi-ExitDiscriminator）：用于影响其他AS选择到达本AS的路径。通常，较低的MED值更受欢迎。NEXT_HOP（下一跳）：指向到达目标网络需要直接发送数据包的下一跳路由器的IP地址。
通过这些属性的综合评估，BGP路由器能够做出智能化的路径选择，从而优化网络流量，提高互联网的整体效率和稳定性。
5.BGP的“健壮性”：应对互联网的“风雨”
互联网并非总是风平浪静，线路中断、设备故障、甚至人为攻击都可能随时发生。BGP的设计充分考虑了这些潜在的风险，并具备很强的“健壮性”。
故障检测与收敛：BGP具备有效的故障检测机制。当一个邻居路由器失联，或者一条路由宣告无效，BGP会迅速检测到，并触发路由表的更新，让网络能够快速“收敛”，即重新找到可达路径。多路径支持：BGP可以支持同一目的地存在多条等价路径，当主路径发生故障时，可以无缝切换到备用路径。
正是BGP这种强大的路由计算和路径选择能力，以及它所带来的互联网级别的互联互通，才使得我们今天能够享受如此便捷、高效的网络服务。你可以把它想象成一个无比庞大的“导航系统”，时刻都在为全球的数据流提供最精确的指引。
BGP：不止是“连接”，更是“安全”与“效率”的守护者
在第一部分，我们初步认识了BGP作为互联网“交通警察”的角色，了解了它如何连接不同的自治系统，以及它在路径选择中的智慧。BGP的作用远不止于此。在日益复杂的网络环境中，BGP在保障网络安全、提升传输效率方面，也扮演着越来越重要的角色。
三、BGP的“安全之殇”与“防护之道”
虽然BGP的设计已经足够健壮，但它也并非完美无缺，存在一些固有的安全漏洞，一旦被恶意利用，可能会对互联网的正常运行造成毁灭性的打击。
1.BGP劫持：互联网的“黑洞”
BGP劫持（BGPHijacking）是最常见的BGP安全威胁之一。它指的是，一个AS通过BGP协议，错误地宣告了本不属于自己的IP地址段。这会导致原本应该流向合法AS的数据包，被错误的引导到攻击者的AS。
“黑洞”劫持：最恶劣的情况是，攻击者将接收到的流量直接丢弃，形成一个“黑洞”，导致目标网络的服务完全中断。“中间人”劫持：攻击者可能会在劫持的流量中进行窃听、篡改，甚至注入恶意内容，对用户的数据安全造成严重威胁。
BGP劫持的根源在于，BGP协议本身在设计之初，并没有强制的身份验证机制。它更像是一个“君子协议”，假定参与者都是诚实的。
2.RPNG（RIPENCC）数据库事件与“路由泄露”
著名的RPNG（RIPENCC）数据库事件，以及一系列的“路由泄露”（RouteLeak）事件，都凸显了BGP安全问题的严峻性。路由泄露是指，一个AS在未获得授权的情况下，将本不应该宣告给某个邻居的路由信息，错误地宣告给了该邻居。这可能导致流量绕行，效率降低，甚至中断服务。
3.BGP安全防护：多重“防火墙”
为了应对BGP的安全威胁，业界已经发展出了一系列防护措施：
IRR（InternetRoutingRegistry）：互联网路由注册表，用于记录AS之间的路由策略和连接关系。通过IRR，可以查询和验证路由宣告的合法性。RPKI（ResourcePublicKeyInfrastructure）：资源公钥基础设施。
RPKI为IP地址和AS号提供了一个基于公钥加密的身份验证体系。路由器可以通过RPKI来验证BGP路由宣告的真实性和合法性，有效防止BGP劫持。这是目前被认为是应对BGP安全威胁最有效的方法之一。BGPFlowspec：BGPFlowspec是一种扩展，它允许BGP将流量过滤和限速策略分发到网络边缘的路由器上，从而能够快速响应和缓解DDoS攻击等流量异常。
内部BGP（iBGP）策略：在AS内部，通过配置iBGP的策略，可以限制路由信息的传播范围，防止内部路由信息的错误宣告。预警与监控系统：部署BGP监控系统，实时检测路由宣告的异常变化，一旦发现可疑行为，能够及时发出预警。
四、BGP的“高效之路”：优化传输，提升体验
除了安全，BGP在提升互联网传输效率方面也发挥着关键作用。
1.路径优化：让数据“飞起来”
BGP通过其精密的路径选择算法，能够为数据包选择最优路径。这意味着：
更低的延迟：数据包经过的节点越少，传输时间就越短。更高的吞吐量：选择带宽更充足、拥塞更少的路径，能够承载更多的数据。更好的用户体验：无论是观看高清视频、进行在线游戏，还是远程办公，低延迟、高吞吐量都能带来流畅的体验。
2.流量工程：主动“指挥”交通
在某些情况下，ISP和大型企业会主动进行“流量工程”（TrafficEngineering），利用BGP的特性来引导流量，实现更精细化的控制。例如：
避开拥塞：当某个网络链路出现拥塞时，可以通过BGP策略将流量引导到其他空闲的链路上。利用备份链路：在主链路出现问题时，自动或手动切换到备用链路。成本优化：ISP可能需要考虑路由的跳数、运营商的结算成本等因素，通过BGP策略来选择成本最低的路径。
3.引入IPv6：BGP面临的新挑战与机遇
随着IPv4地址资源的日益枯竭，IPv6的部署正在加速。IPv6拥有海量的地址空间，但也给BGP带来了新的挑战：
路由表膨胀：IPv6的地址空间远大于IPv4，可能会导致BGP路由表急剧膨胀，对路由器的处理能力提出更高要求。MP-BGP（MultiprotocolBGP）：为了同时支持IPv4和IPv6的路由信息交换，需要使用MP-BGP。MP-BGP能够在一个BGP会话中携带多种协议的路由信息，大大提高了BGP的灵活性。
BGP作为互联网的核心协议，它的演进和发展，直接关系到整个互联网的健康运行。从连接世界的“交通警察”，到守护网络安全的“防火墙”，再到优化传输效率的“工程师”，BGP的作用无处不在。
下一次，当你享受互联网带来的便利时，不妨回想一下这个默默付出的BGP。正是它，在亿万数据包的洪流中，构建了一个有序、高效、安全的全球网络世界。理解BGP，就是理解互联网的“心脏”是如何跳动的。
