【25软考网工】第五章（9）路由协议BGP、IS IS

一、BGP协议和IS IS协议

1. BGP基础

协议类型: 外部网关协议(EGP)，目前唯一使用的EGP协议 主要功能: 在不同自治系统(AS)间传递路由信息，寻找最佳路径 典型应用: 运营商网络(如中国联通、中国移动)等大型自治系统间互联 核心特点:

• 传输机制: 通过TCP 179端口建立连接，支持变长子网掩码VLSM和无类遇见路由CIDR
• 更新方式: 增量更新(避免全量更新1600万条路由带来的性能问题)
• 安全特性: 支持认证功能
• 路由优化: 支持路由聚合(优先级：手动聚合>自动聚合（一般不会使用）>network宣告>import引入)
• 协议类型: 路径矢量协议，可检测路由环路，支持大型网络
• 版本演进: BGP4为当前主流版本，BGP4+支持IPv6
• 信息保护: 只传递路由信息，不暴露AS内部拓扑（注意：链路状态信息会暴露内部拓扑信息）
• 更新触发: 采用触发式更新而非周期性更新
• 规模支持: 可承载海量路由条目(如互联网骨干网约1600万条路由)，能支持大规模网络
• 稳定性机制: 提供路由聚合和路由衰减功能防止路由振荡，通过这两项功能有效地提高了网络的稳定性。

1）BGP四个报文

报文类型功能描述备注(类比)打开(Open)建立邻居关系建立外交更新(Update)发送新的路由信息更新外交信息保持活动状态 (Keepalive)对Open的应答/周期性确认邻居关系 60s keepalive,180s没收到认为邻居失效保持外交活动通告(Notification)报告检测到的错误发布外交通告 打开Open报文:

• 功能: 建立BGP邻居关系
• 类比: 类似建立外交关系
• 关键参数: 包含BGP版本号、AS号等信息

更新Update报文:

• 功能: 发送新的路由信息
• 类比: 更新外交信息
• 特点: 携带路由更新、撤销路由等信息

保持活动状态Keepalive报文:

• 功能: 维持邻居关系(60秒周期)，180秒无响应则认为邻居失效
• 类比: 保持外交活动
• 对比OSPF: 类似Hello报文但周期不同(OSPF默认10秒)

通告Notification报文:

• 功能: 报告错误并终止BGP连接
• 类比: 发布外交通告
• 触发条件: 检测到协议错误时发送

2）BGP选路规则

至少记忆前五个基本规则:

• 下一跳检查: 首先丢弃下一跳不可达的路由
• Preference_Value: 优选该值最高的路由(华为私有属性，仅本地有效)
• Local_Preference: 优选本地最高的路由(默认值100)
• 路由来源优先级: 手动聚合>自动聚合>network>import>对等体学习
• AS路径长度: 优选AS_Path最短的路由(如AS400直达优于AS100-200-300路径)

属性分类:

• 公认必遵属性:
  • Origin(标记路由来源，IGP>Incomplete,I表示network引入>?表示import引入)
  • AS_Path(记录路由经过的AS序列)
  • Next_hop(下一跳地址)
• 公认任意属性:
  • Local_Pref
  • Atomic_aggregate
• 可选过渡属性:
  • Aggregator
  • Community
• 可选非过渡属性:
  • MED
  • Originator_ID
  • Cluster_List

BGP防环机制:

• AS内部防环: 从IBGP学到的路由不会转发给其他IBGP邻居(但可转发给EBGP邻居)
• AS间防环: 通过AS_Path属性检测(若收到包含本AS号的路由则丢弃)
• 路由反射器场景:
  • 使用Cluster_List记录反射路径
  • 使用Originator_ID标识路由发起者
• 示例说明: 若路由从AS100发出，经AS200→AS300→AS400后又传回AS100，则AS100会因AS_Path包含自身而丢弃该路由

2. IS-IS

1）协议基础

协议类型: 中间系统到中间系统(IS-IS)是内部网关协议(IGP)，电信运营商普遍采用，属于分级链路状态路由协议。 工作层次: 直接运行于链路层之上（与大多数路由协议不同），这是重要考点。( 注意区分：

• RIPf封装在UDP 520中
• OSPF封装在IP 89中
• BGP封装在TCP 179中

邻居发现: 使用Hello协议寻找毗邻节点，与OSPF类似。 层次划分:

• Level-1(L1): 普通区域(Area)
• Level-2(L2): 骨干区(Backbone），骨干区Backbone是连续的Level-2路由器的集合，由所有的L2(含L1/L2)路由器组成

算法特点: L1和L2运行相同的SPF算法，一个路由器可能同时参与L1和L2。

2）与OSPF对比

骨干区域差异:

• OSPF骨干区域是area 0
• IS-IS骨干区域是包含L2和L1/L2的逻辑区域

区域归属:

• OSPF路由器可属于多个区域
• IS-IS路由器只能属于一个区域（极其重要）

3）区域结构

• 区域划分: 通过图示展示多个L1区域通过L1/L2路由器与骨干区域连接
• 骨干区域组成: 包含所有L2设备和L1/L2设备（类似OSPF中的ABR概念）

ISIS区域和OSPF区域对比：

• OSPF路由器可属于多个区域
• IS-IS路由器只能属于一个区域（极其重要）

4）协议封装对比

协议名称封装协议与端口RIP封装在UDP中，端口520OSPF封装在IP中，协议号89BGP封装在TCP中，端口179IS-IS直接运行在链路层上（重要考点）

3. 例题

1）防环机制

• 起源的AS收到之前发出路由信息说明出现了环路
• AS_PATH属性:
  • 记录经过的AS号码
  • 收到包含自己AS号码的路由会丢弃（防止环路）
  • 这是AS间防环的主要手段
• 答案:A

2）属性传播

• PrefVal属性:
  • 华为私有属性
  • 仅本地有效，不会通过Update报文通告给邻居
• 答案：A

3）选路规则

• 规则顺序:
  • 丢弃下一跳不可达的路由
  • 优选Preference_Value最高的路由（私有属性）
  • 优选Local_Preference最高的路由
  • 优选聚合路由（手动>自动>network>import>对等体学习）
  • 优选AS_PATH最短的路由（本题关键，M这条的更短）
  • 优选起源类型（IGP>EGP>Incomplete）
  • 对于同AS路由，优选MED最小的
  • 优选EBGP路由（EBGP>IBGP）
  • 优选IGP Metric最小的
  • 优选Cluster_List最短的
  • 优选Orginator_ID最小的
  • 优选Router_ID最小的
  • 优选IP地址最小的邻居
• 本题解析: 通过比较AS_PATH长度（100i vs 100 200i）确定优选M路由
• 答案：A

4）协议特性

• 协议类型: 更准确应称为"路径矢量协议"而非距离矢量
• 拓扑隐藏: BGP传递路由而非拓扑信息，不会暴露AS内部拓扑
• 防环措施:
  • AS内部: IBGP水平分割（IBGP路由不转发给其他IBGP邻居）
  • AS间: AS_PATH属性
  • 路由反射器场景: 使用ORIGINATOR_ID和CLUSTER_LIST
• 答案：D

4. 综合例题

1）IS-IS协议描述

• 骨干区域错误: IS-IS骨干区域是L2路由器集合，不是area 0（这是OSPF概念）
• LSP传递: IS-IS通过LSP传递链路信息（类似OSPF的LSA）
• 答案：C

2）BGP防环措施

• 正确措施:
  • IBGP水平分割：从IBGP邻居收到的路由不会转发给其他IBGP邻居
  • AS_PATH属性：AS间防环
  • 路由反射器场景：使用ORIGINATOR_ID和CLUSTER_LIST
• 错误选项:
  • 最大跳数15是RIP特性
  • EBGP路由转发规则描述错误
• 答案：D

5.知识小结

二、路由协议RIP、BGP、OSPF、IS的对比

补充说明：

1. RIP：最大跳数限制为15，16跳表示网络不可达，仅适合小型网络。
2. OSPF：通过Area 0（骨干区域）实现分层路由，交换链路状态信息。
3. BGP：基于TCP保证可靠性，用于互联网AS间路由（如移动与联通互联），是目前唯一使用的EGP边界网关协议。
4. IS-IS：运营商核心网首选，原生支持IPv6，无需IP层封装，交换链路状态信息。

考试重点：

1. 封装方式（RIP→UDP 520，OSPF→IP 89，BGP→TCP 179，ISIS→链路层）。
2. 适用场景（BGP/ISIS→运营商网络，OSPF→企业网，RIP→小型网络）。
3. 分层设计（OSPF 和 ISIS 均分层，但 ISIS 的骨干区域由 Layer 2 路由器组成）。