quagga源碼學習--BGP協議對等體連接建立的狀態機

創建完bgp peer之后，就要bgp start了，不然費那么大勁創建出來不做事情就銷毀了，就很尷尬了。

那么對等體一旦start起來，就會進入各自的狀態，在不同的狀態下處理各自的事件消息。

下面列舉一些狀態和事件的集合：

/* BGP finite state machine status.  */
#define Idle                                     1
#define Connect                                  2
#define Active                                   3
#define OpenSent                                 4
#define OpenConfirm                              5
#define Established                              6
#define Clearing                                 7
#define Deleted                                  8
#define BGP_STATUS_MAX                           9

/* BGP finite state machine events.  */
#define BGP_Start                                1
#define BGP_Stop                                 2
#define TCP_connection_open                      3
#define TCP_connection_closed                    4
#define TCP_connection_open_failed               5
#define TCP_fatal_error                          6
#define ConnectRetry_timer_expired               7
#define Hold_Timer_expired                       8
#define KeepAlive_timer_expired                  9
#define Receive_OPEN_message                    10
#define Receive_KEEPALIVE_message               11
#define Receive_UPDATE_message                  12
#define Receive_NOTIFICATION_message            13
#define Clearing_Completed                      14
#define BGP_EVENTS_MAX                          15

全局變量FSM定義了狀態機每個狀態下的動作執行之后的下一個狀態：

/* Finite State Machine structure */
static const struct {
  int (*func) (struct peer *);
  int next_state;
} FSM [BGP_STATUS_MAX - 1][BGP_EVENTS_MAX - 1]

限於篇幅就不掉書袋了。

下面的bgp_event函數是通用的事件處理流程，通過FSM數組的定義在這里就能看到了化繁為簡的效果：

/* Execute event process. */
int
bgp_event(struct thread *thread) {
    ......
    
    /* Logging this event. */
    next = FSM[peer->status - 1][event - 1].next_state;

    /* Call function. */
    if (FSM[peer->status - 1][event - 1].func) ret = (*(FSM[peer->status - 1][event - 1].func))(peer);

    /* When function do not want proceed next job return -1. */
    if (ret >= 0) {
        /* If status is changed. */
        if (next != peer->status) bgp_fsm_change_status(peer, next);
        /* Make sure timer is set. */
        bgp_timer_set(peer);
    }
    return ret;
}

上面可以看到bgp_timer_set這個函數，它在bgp_create的時候也會調用，通過它將任務添加到thread消息調度流程中去，維持整個協議流程的運轉。

 

bgp是基於tcp協議的，即包含了tcp協議的優點，因此上面的狀態機也就跟tcp連接有一定的關系：

1、tcp連接建立階段的狀態：Idle， Connect， Active

2、tcp連接建立完成之后： OpenSent， OpenConfirm， Established

 

進入到Established階段，說明一切正常，可以開始交換路由了。

 

附錄：

BGP有限狀態機

BGP有限狀態機共有六種狀態，分別是Idle、Connect、Active、OpenSent、OpenConfirm和Established。
    Idle狀態下，BGP拒絕任何進入的連接請求，是BGP初始狀態。
    Connect狀態下，BGP等待TCP連接的建立完成后再決定后續操作。
    Active狀態下，BGP將嘗試進行TCP連接的建立，是BGP的中間狀態。
    OpenSent狀態下，BGP等待對等體的Open消息。
    OpenConfirm狀態下，BGP等待一個Notification報文或Keepalive報文。
    Established狀態下，BGP對等體間可以交換Update報文、Route-Refresh報文、Keepalive報文和Notification報文。
    
在BGP對等體建立的過程中，通常可見的三個狀態是：Idle、Active、Established。
BGP對等體雙方的狀態必須都為Established，BGP鄰居關系才能成立，雙方通過Update報文交換路由信息。

BGP處理過程

    因為BGP的傳輸層協議是TCP協議，所以在BGP對等體建立之前，對等體之間首先進行TCP連接。BGP鄰居間會通過Open消息協商相關參數，建立起BGP對等體關系。
    建立連接后，BGP鄰居之間交換整個BGP路由表。BGP協議不會定期更新路由表，但當BGP路由發生變化時，會通過Update消息增量地更新路由表。 BGP會發送Keepalive消息來維持鄰居間的BGP連接。當BGP檢測到網絡中的錯誤狀態時（例如：收到不支持的協商能力或者收到錯誤報文時），BGP會發送Notification消息進行報錯，BGP連接會隨即中斷。