【25软考网工】第五章（9）路由协议BGP、IS IS
目录
一、BGP协议和IS IS协议
1. BGP基础
1）BGP四个报文
2）BGP选路规则
2. IS-IS
1）协议基础
2）与OSPF对比
3）区域结构
编辑
4）协议封装对比
3. 例题
1）防环机制
2）属性传播
3）选路规则
4）协议特性
4. 综合例题
1）IS-IS协议描述
2）BGP防环措施
5.知识小结
二、路由协议RIP、BGP、OSPF、IS的对比
补充说明：
考试重点：
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520 OSPF 封装在IP中，协议号89 BGP 封装在TCP中，端口179 IS-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
| 知识点 | 核心内容 | 考试重点/易混淆点 | 难度系数 |
| BGP协议基础 | 外部网关协议（EGP），用于不同自治系统（AS）间路由传递 | 唯一现存的EGP协议，其他已被淘汰 | ⭐⭐⭐ |
| BGP特点 | 1. 基于TCP 179端口; 2. 支持变长子网掩码/无类路由; 3. 增量更新（避免全量更新海量路由）; 4. 支持认证与路由聚合 | 增量更新是应对互联网骨干路由（1600万条）的关键 | ⭐⭐⭐⭐ |
| BGP路由生成方式 | 1. 手动聚合（优先级最高）; 2. 自动聚合; 3. network宣告; 4. import-route引入（优先级最低） | 手动聚合 > 自动聚合 > network > 引入 | ⭐⭐⭐ |
| BGP防环机制 | 1. AS内部：从IBGP学到的路由不转发给其他IBGP邻居; 2. AS间：通过AS_PATH属性检测环路（含自身AS号则丢弃）; 3. 路由反射器场景：Cluster List和Originator ID | AS_PATH防环是高频考点 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| BGP报文类型 | 1. OPEN（建邻）; 2. UPDATE（路由更新）; 3. KEEPALIVE（保活，60秒/失效180秒）; 4. NOTIFICATION（错误通知） | 类比外交关系（如KEEPALIVE类似OSPF的HELLO但周期不同） | ⭐⭐⭐ |
| BGP选路规则（前5条） | 1. 丢弃下一跳不可达路由; 2. 优选Preference_Value（华为私有属性）; 3. 优选Local_Preference; 4. 优选本地聚合/宣告路由; 5. 优选AS_PATH最短 | AS_PATH长度比较是常见考题 | ⭐⭐⭐⭐ |
| BGP公认必遵属性 | 1. ORIGIN（路由起源：I/?）; 2. AS_PATH; 3. NEXT_HOP | ORIGIN中I（network）优于?（引入） | ⭐⭐⭐⭐ |
| ISIS协议基础 | 运营商常用链路状态协议，直接运行在链路层（非IP层） | 与OSPF封装差异（OSPF=IP协议号89，BGP=TCP 179） | ⭐⭐⭐ |
| ISIS区域架构 | 1. L1（普通区域）; 2. L2（骨干区域：连续L2或L1-L2路由器组成）; 3. 单区域归属（一台ISIS路由器仅属一个区域） | 与OSPF区别：OSPF多区域归属，ISIS骨干区域为逻辑概念 | ⭐⭐⭐⭐ |
| ISIS与OSPF对比 | 1. ISIS骨干区域非固定为"区域0"; 2. ISIS通过LSP传递链路状态（类似OSPF的LSA） | ISIS骨干区域=所有L2设备集合 | ⭐⭐⭐ |
二、路由协议RIP、BGP、OSPF、IS的对比
| 对比维度 | RIP | OSPF | BGP | ISIS |
| 协议类型 | 距离矢量（内部网关协议，IGP） | 链路状态（内部网关协议，IGP） | 路径矢量（外部网关协议，EGP） | 链路状态（内 部网关协议，IGP） |
| 封装方式 | 基于 UDP（端口520） | 基于 IP（协议号 89） | 基于 TCP（端口179） | 直接运行在链路层 |
| 层次结构 | 无分层 | 分层（骨干区域 + 普通区域） | 无分层（基于AS互联） | 分层（Layer 1+Layer 2） |
| 适用场景 | 小型网络 | 企业级网络 | 运营商网络（不同AS 间互联） | 运营商网络（骨网） |
| 支持 VLSM/CIDR | 支持（RIPv2） | 支持 | 支持 | 支持 |
| 更新方式 | 周期性广播（30 秒） | 触发更新 + 增量更新 | 增量更新 | 触发更新 + 增量更新 |
| 典型特点 | 简单但收敛慢 | 快速收敛、分层设计 | 策略路由、路径属性丰富 | 运营商级扩展性、链路层直接封装 |
补充说明：
- 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。
- OSPF：通过Area 0（骨干区域）实现分层路由，交换链路状态信息。
- 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。
- 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：
- 封装方式（RIP→UDP 520，OSPF→IP 89，BGP→TCP 179，ISIS→链路层）。
- 适用场景（BGP/ISIS→运营商网络，OSPF→企业网，RIP→小型网络）。
- 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）。