BGP各种报文格式
本帖最后由 小乔 于 2024-5-22 14:59 编辑BGP报文格式BGP报文由BGP报文头和具体报文内容两部分组成。BGP的运行是通过消息驱动的，共有如下所示的5种消息类型，这些消息有相同的报文头。这些消息通过TCP协议进行传播（端口号是179）。消息最长为4096字节，最短为19字节（只包含报文头）。BGP报文头包括三部分，总长19字节。报文头格式BGP这五种报文具有相同的报文头格式。如图7-4所示。图7-4 报文头格式
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表7-1 BGP报文头格式字段解释
字段名长度含义
Marker16字节用于检查BGP对等体的同步信息是否完整，以及用于BGP验证的计算。不使用验证时所有比特均为1（十六进制则全“FF”）。
Length2个字节（无符号位）BGP消息总长度（包括报文头在内），以字节为单位。长度范围是19～4096。
Type1个字节（无符号位）BGP消息的类型。Type有5个可选值，表示BGP报文头后面所接的5类报文。
[*]1：OPEN
[*]2：UPDATE
[*]3：NOTIFICATION
[*]4：KEEPALIVE
[*]5：REFRESH
OPEN报文如果BGP报文头中的TYPE为1，则该报文为OPEN报文。报文头后面所接的报文内容如下，OPEN报文用于建立BGP连接。OPEN报文格式如图7-5所示。图7-5 OPEN报文格式
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表7-2 OPEN报文格式字段解释
字段名长度含义
Version1个字节（无符号位）表示协议的版本号，现在BGP的版本号为4。
My Autonomous System2个字节（无符号位）发送者自己的AS域号
Hold Time2个字节（无符号位）发送者自己设定的hold time值（单位：秒），用于协商BGP对等体间保持建立连接关系，发送KEEPALIVE或UPDATE等报文的时间间隔。BGP的状态机必须在收到对等体的OPEN报文后，对发出的OPEN报文和收到的OPEN报文两者的hold time时间作比较，选择较小的时间作为协商结果。Hold Time的值可为零（不发KEEPALIVE报文）或大于等于3，系统的默认为180。
BGP Identifier4个字节（无符号位）发送者的router id。
Opt Parm Len1个字节（无符号位）表示Optional Parameters（可选参数）的长度。如果此值为0，表示没有可选参数。
Optional Parameters可变此值为BGP可选参数列表，每一个可选参数是一个TLV格式的单元0 7 15+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-...|Parm.Type | Parm.Length|Parm.Value (variable)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-...
[*]Parm.Type：占1个字节（无符号位），为可选参数类型。我们现在的实现中，只在type值为2时有意义，表示携带的参数为协商能力。
[*]Parm.Length：占1个字节（无符号位），为Parameter Value的长度。
[*]Parm.Value：根据Parm.Type的不同值填写不同的参数内容，在Parm.Type为2表示协商能力时，Parm.Value是表示所支持的各种协商能力的列表，列表中的每一个单元是如下的一个TLV三元组：
+------------------------------+| Capability Code (1 octet) |+------------------------------+| Capability Length (1 octet)|+------------------------------+| Capability Value (variable)|+------------------------------+
[*]Capability Code：所支持的能力编号，占1个字节。Code为1时，表示支持的地址族能力；Code为2时，表示支持REFRESH能力。
[*]Capability Length：表示Capability Value的长度，占1个字节。
[*]Capability Value：根据Code值的不同其内容与长度也不同。如果Capability Code为1：Capability Value值是一个TLV三元组，共占4个字节：0 7 15 23 31+-------+-------+-------+-------+| AFI | Res.| SAFI|+-------+-------+-------+-------+AFI：地址族标识(Address Family Identifier)，占2个字节，能力所支持地址族标识信息，用以和SAFI一同确定网络层协议和IP地址间的关系，编码方式与多协议扩展中的规定相同。其值按照相关RFC中ADDRESS FAMILY NUMBERS的定义；Res：保留位，占1个字节，发送者应将其设置为零，在接收的时候忽略；SAFI：子地址族标识(Address Family Identifier)，占1个字节，能力所支持的子地址族标识信息，用以和AFI一同确定网络层协议和IP地址间的关系，编码方式与多协议扩展中的规定相同。其值按照相关RFC中ADDRESS FAMILY NUMBERS的定义。如果Capability Code为2：表示支持路由刷新能力，即Route Refresh Capability。此能力的code为2，length为零，无value部分。需要说明的是，只有在能力协商中使能了支持Route Refresh Capability，设备才能处理REFRESH报文。默认情况下，支持IPv4单播能力与路由刷新能力，其他能力需要另外设定。
OPEN报文扩展随着BGP能力在不断地增加，当前一个BGP会话协商多种能力时，OPEN报文长度可能超过255字节，可以通过配置peer extended-open-message命令使用OPEN报文扩展格式，如下所示。图7-6 OPEN报文扩展格式
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表7-3 OPEN报文扩展格式字段解释
字段名长度含义
Version1个字节（无符号位）表示协议的版本号，现在BGP的版本号为4。
My Autonomous System2个字节（无符号位）发送者自己的AS域号
Hold Time2个字节（无符号位）发送者自己设定的hold time值（单位：秒），用于协商BGP对等体间保持建立连接关系，发送KEEPALIVE或UPDATE等报文的时间间隔。BGP的状态机必须在收到对等体的OPEN报文后，对发出的OPEN报文和收到的OPEN报文两者的hold time时间作比较，选择较小的时间作为协商结果。Hold Time的值可为0（不发KEEPALIVE报文）或大于等于3，系统的默认为180。
BGP Identifier4个字节（无符号位）发送者的router id。
Non-Ext OP Len.1个字节（无符号位）固定值为255。
Non-Ext OP Type1个字节（无符号位）IANA已经注册了可选参数扩展长度类型码255作为BGP OPEN报文扩展可选参数类型。
Extended Opt.Parm.Length2个字节（无符号位）扩展可选参数长度，表示Optional Parameters（可选参数）的长度。
Optional Parameters可变此值为BGP可选参数列表，每一个可选参数是一个TLV格式的单元。0 7 15 23+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Parm.Type | Parm.Length |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+~ Parm.Value (variable) ~| |
[*]Parm.Type：占1个字节（无符号位），为可选参数类型。我们现在的实现中，只在type值为2时有意义，表示携带的参数为协商能力。
[*]Parm.Length：占2个字节（无符号位），为Parameter Value的长度。
[*]Parm.Value：根据Parm.Type的不同值填写不同的参数内容，在Parm.Type为2表示协商能力时，Parm.Value是表示所支持的各种协商能力的列表，列表中的每一个单元是如下的一个TLV三元组：+------------------------------+| Capability Code (1 octet) |+------------------------------+| Capability Length (2 octet)|+------------------------------+| Capability Value (variable)|+------------------------------+
[*]Capability Code：所支持的能力编号，占1个字节。Code为1时，表示支持的地址族能力；Code为2时，表示支持REFRESH能力。
[*]Capability Length：表示Capability Value的长度，占2个字节。
[*]Capability Value：根据Code值的不同其内容与长度也不同。Capability Code为1：Capability Value值是一个TLV三元组，共占4个字节：0 7 15 23 31+-------+-------+-------+-------+| AFI | Res.| SAFI|+-------+-------+-------+-------+AFI：地址族标识(Address Family Identifier)，占2个字节，能力所支持地址族标识信息，用以和SAFI一同确定网络层协议和IP地址间的关系，编码方式与多协议扩展中的规定相同。其值按照相关RFC中ADDRESS FAMILY NUMBERS的定义；Res：保留位，占1个字节，发送者应将其设置为0，在接受的时候忽略；SAFI：子地址族标识(Address Family Identifier)，占1个字节，能力所支持的子地址族标识信息，用以和AFI一同确定网络层协议和IP地址间的关系。Capability Code为2表示支持路由刷新能力，即Route Refresh Capability。此能力的code为2，length为0，无value部分。需要说明的是，只有在能力协商中使能了支持Route Refresh Capability，设备才能处理REFRESH报文。默认情况下，支持IPv4单播能力与路由刷新能力。
UPDATE报文如果BGP报文头中的TYPE为2，则该报文为UPDATE报文。报文头后面所接的报文内容如下，UPDATE报文用于通告路由。UPDATE报文格式如图7-7所示。图7-7 UPDATE报文格式
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表7-4 UPDATE报文格式字段解释
字段名长度含义
Withdrawn Routes Length2个字节（无符号位）标明Withdrawn Routes部分的长度。其值为零时，表示没有撤销的路由。
Withdrawn Routes变长包含要撤销的路由列表，列表中的每个单元包含1字节的Length域和可变长度的Prefix域。
[*]Length：待撤销路由的掩码。其值为零时，表示匹配所有的路由。
[*]Prefix：传送的IP地址前缀必须用整字节表示。例如：假定待撤销的路由为192.168.200.200，其编码用16进制表示可如下：https://download.huawei.com/mdl/image/download?uuid=48de9450454548e89f8a60d1fa4a91e9
Total Path Attribute Length2个字节（无符号位）标明Path Attributes的长度。其值为零时，表示没有路由及其路由属性要通告。
Path Attributes变长包含要更新的路由属性列表，按其类型号从小到大的顺序排序，填写更新的路由的所有属性。每一个属性单元包括属性类型，属性长度，属性值三部分。其编码采用TLV格式。如下所示。图7-8 BGP路径属性TLV格式
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其中，Attr.TYPE占2个字节（无符号位），包括1字节的Flags（无符号位）和1字节的Type Code（无符号位）。图7-9 TLV结构－Type
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Attr.Flags：占1个字节（8个bit），表示属性的标记，其每个bit位的意义如下显示：O: Optional bit，属性的可选性。决定属性是否为必携带属性。带可选属性（optional）设为1，公认属性（well-known）设为零。T: Transitive bit，属性的可传递性。对于可选属性，是可传递的设为1，非可传递的设为0。对于公认属性必须设为1。P: Partial bit，属性的局部性。对于可传递的可选属性是局部的设为1，是完全的设为零。对于非可传递的可选属性和公认属性，必须设为零。E: Extended Length bit，决定该属性的长度的字段（即Attr. Length）是否需要扩展。不需要扩展则设为零，Attr. Length占1个字节；需要扩展则设为1，Attr. Length占2个字节。U: Unused bits，低4位没有使用，发送时必须全部设为零，并且在接收时被忽略。Attr.Type Code：占1个字节（无符号位），表示属性的类型号。设置如表7-5。Attr.Value：根据不同属性的类型填写不同内容。
Network Layer Reachability Information（NLRI）变长包含要更新的地址前缀列表，每一个地址前缀单元由一个LV二元组（prefix length、the prefix of the reachable route）组成，其编码填写方法与Withdrawn Routes的填写方法相同。
表7-5 路由属性的类型号列表
属性类型属性值
1：OriginIGP、EGP、Incomplete
2：As_PathAS_SET、AS_SEQUENCE、AS_CONFED_SET、AS_CONFED_SEQUENCE
3：Next_Hop下一跳的IP地址
4：Multi_Exit_DiscMED用于判断流量进入AS时的最佳路由
5：Local_PrefLocal_Pref用于判断流量离开AS时的最佳路由
6：Atomic_AggregateBGP Speaker选择聚合后的路由，而非具体的路由
7：Aggregator发起聚合的Router ID和AS号
8：Community团体属性
9：Originator_ID反射路由发起者的Router ID
10：Cluster_List反射路由经过的反射器列表
14：MP_REACH_NLRI多协议可达NLRI
15：MP_UNREACH_NLRI多协议不可达NLRI
16：Extended Communities扩展团体属性
NOTIFICATION报文如果BGP报文头中的TYPE为3，则该报文为NOTIFICATION报文。报文头后面所接的报文内容如下，NOTIFICATION报文用于处理BGP进程中的各种错误。NOTIFICATION报文格式如图7-10所示。图7-10 NOTIFICATION报文格式
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表7-6 NOTIFICATION报文格式字段解释
字段名长度含义
Error code1字节定义错误的类型，非特定的错误类型用零表示。详细错误码参见表7-7。
Error subcode1字节指定错误细节编号，非特定的错误细节编号用零表示。
Data可变长指定错误数据内容。
表7-7 错误码解释
错误码错误子码
1：消息头错误1：连接未同步
2：错误的消息长度
3：错误的消息类型
2：Open消息错误1：不支持的版本号
2：错误的对等AS
3：错误的BGP标识符
4：不支持的可选参数
5：认证失败
6：不可接受的保持时间
7：不支持的能力
3：Update消息错误1：畸形属性列表
2：不可识别的公认属性
3：缺少公认属性
4：属性标志错误
5：属性长度错误
6：无效Origin属性
7：AS路由环路
8：无效Next_Hop属性
9：可选属性错误
10：无效网络字段
11：畸形AS_Path
4：Hold Timer溢出0：没有特别的错误子码定义
5：有限状态机错误0：没有特别的错误子码定义
1：在OpenSent状态下接收到意外消息
2：在OpenConfirm状态下接收到意外消息
3：在Established状态下接收到意外消息
6：终止1：前缀超过最大值。
2：管理关闭
3：删除邻居
4：管理重置
5：连接失败
6：其他配置改变
7：连接冲突
8：资源短缺
9：BFD断开连接
KEEPALIVE报文如果BGP报文头中的TYPE为4，则该报文为KEEPALIVE报文。KEEPALIVE报文用于保持BGP连接。KEEPALIVE报文只有BGP报文头，没有具体内容，故其报文长度应固定为19个字节。KEEPALIVE报文格式如图7-11所示。图7-11 KEEPALIVE报文格式
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表7-8 KEEPALIVE报文格式字段解释
字段名长度含义
Marker16字节用于检查BGP对等体的同步信息是否完整，以及用于BGP验证的计算。不使用验证时所有比特均为1（十六进制则全“FF”）。
Length2字节BGP消息总长度（包括报文头在内），以字节为单位。长度范围是19～4096。
Type1字节BGP消息的类型。Type有5个可选值，表示BGP报文头后面所接的5类报文。Keepalive消息类型为4。
REFRESH报文如果BGP报文头中的TYPE为5，则该报文为REFRESH报文。报文头后面所接的报文内容如下，REFRESH报文用于动态的请求BGP路由发布者重新发布UPDATE报文，进行路由更新。REFRESH报文格式如图7-12所示。图7-12 REFRESH报文格式
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表7-9 REFRESH报文格式字段解释
字段名长度含义
AFI2字节（无符号位）表示地址族id，与OPEN报文中的定义相同。
Res.1字节（无符号位）所有位应全为零，在接收报文时，此位被忽略。
SAFI1字节（无符号位）与OPEN报文中的定义相同。
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