BGP報文頭基本格式（RFC4271）
報文格式
BGP報文由BGP報文頭和具體報文內容兩部分組成。（RFC4271）
BGP的運行是通過消息驅動的，共有5種消息類型，這些消息有相同的報文頭。這些消息通過TCP協議進行傳播（端口號是179）。消息最長為4096字節，最短為19字節（只包含報文頭）。
BGP報文頭包括三的部分，總長19字節。各個部分的格式和功能如下：（RFC4271）
圖1 BGP報文頭格式
- Marker：占16字節，用於檢查BGP對等體的同步信息是否完整，以及用於BGP驗證的計算。不使用驗證時所有比特均為1（十六進制則全“FF”）。
- Length：占2個字節（無符號位），BGP消息總長度（包括報文頭在內），以字節為單位。長度范圍是19～4096。
- Type：占1個字節（無符號位），BGP消息的類型。Type有5個可選值，表示BGP報文頭后面所接的5類報文（其中，前四種消息是在RFC4271中定義的，而Type5的消息則是在RFC2918中定義的）：
| TYPE值 |
報文類型 |
| 1 |
OPEN |
| 2 |
UPDATE |
| 3 |
NOTIFICATION |
| 4 |
KEEPALIVE |
| 5 |
REFRESH（RFC2918） |
BGP OPEN報文格式
報文格式
如果BGP報文頭中的TYPE為1，則該報文為OPEN報文。報文頭后面所接的報文內容如下，OPEN報文用於建立BGP連接：
圖1 OPEN報文格式
| 字段 |
長度 |
含義 |
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| Version |
1個字節（無符號位） |
表示協議的版本號，現在BGP的版本號為4。 |
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| My Autonomous System |
2個字節（無符號位） |
發送者自己的AS域號 |
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| Hold Time |
2個字節（無符號位） |
發送者自己設定的hold time值（單位：秒），用於協商BGP對等體間保持建立連接關系，發送KEEPALIVE或UPDATE等報文的時間間隔。BGP的狀態機必須在收到對等體的OPEN報文后，對發出的OPEN報文和收到的OPEN報文兩者的hold time時間作比較，選擇較小的時間作為協商結果。Hold Time的值可為零（不發KEEPALIVE報文）或大於等於3，我們系統的默認為180。 |
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| BGP Identifier |
4個字節（無符號位） |
發送者的router id。 |
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| Opt Parm Len |
1個字節（無符號位） |
表示Optional Parameters（可選參數）的長度。如果此值為0，表示沒有可選參數。 |
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| Optional Parameters |
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此值為BGP可選參數列表，每一個可選參數是一個TLV格式的單元(RFC3392)。 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-... | Parm. Type | Parm. Length | Parameter Value (variable) +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-...
Capability Code為1： Capability Value值是一個TLV三元組，共占4個字節： 0 7 15 23 31 +-------+-------+-------+-------+ | AFI | Res. | SAFI | +-------+-------+-------+-------+ AFI：地址族標識(Address Family Identifier)，占2個字節，能力所支持地址族標識信息，用以和SAFI一同確定網絡層協議和IP地址間的關系，編碼方式與多協議擴展中的規定相同。其值按照RFC1700中ADDRESS FAMILY NUMBERS的定義； Res：保留位，占1個字節，發送者應將其設置為零，在接受的時候忽略； SAFI：子地址族標識(Address Family Identifier)，占1個字節，能力所支持的子地址族標識信息，用以和AFI一同確定網絡層協議和IP地址間的關系，編碼方式與多協議擴展中的規定相同。其值按照RFC1700中ADDRESS FAMILY NUMBERS的定義。 Capability Code為2（RFC2918） 表示支持路由刷新能力，即Route Refresh Capability。此能力的code為2，length為零，無value部分。 需要說明的是，只有在能力協商中使能了支持Route Refresh Capability，路由器才能處理REFRESH報文。我們的實現是默認情況下，支持IPv4單播能力與路由刷新能力，其他能力需要另外設定。 |
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表1 AFI及SAFI編碼說明 |
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AFI編碼 |
AFI說明 |
SAFI編碼 |
SAFI說明 |
說明 |
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1 |
IPv4地址族 |
1 |
單播 |
IPv4單播 |
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2 |
組播 |
IPv4組播 |
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128 |
VPN |
IPv4的L3VPN |
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2 |
IPv6地址族 |
1 |
單播 |
IPv6單播 |
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|
2 |
組播 |
IPv6組播 |
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|
|
128 |
VPN |
IPv6的L3VPN |
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196 |
二層 |
128 |
VPN |
L2VPN的Kompella方式 |
BGP UPDATE報文格式
如果BGP報文頭中的TYPE為2，則該報文為UPDATE報文。報文頭后面所接的報文內容如下（RFC 4271），UPDATE報文用於通告路由。
報文格式
圖1 UPDATE報文格式
| 字段 |
長度 |
含義 |
| Withdrawn Routes Length |
2個字節（無符號位） |
標明Withdrawn Routes部分的長度。其值為零時，表示沒有撤銷的路由。 |
| Withdrawn Routes |
變長 |
包含要撤銷的路由列表，列表中的每個單元包含1字節的Length域和可變長度的Prefix域。
Mask掩碼(十進制) Length Prefix 32 20 C8 C8 C8 C8 25 19 C8 C8 C8 80 20 14 C8 C8 C0 15 0F C8 C8 |
| Total Path Attribute Length |
2個字節（無符號位） |
標明Path Attributes部分和Network Layer Reachability Information兩部分的長度。其值為零時，表示沒有路由及其路由屬性要通告。 |
| Path Attributes |
變長 |
包含要更新的路由屬性列表，按其類型號從小到大的順序排序，填寫更新的路由的所有屬性。每一個屬性單元包括屬性類型，屬性長度，屬性值三部分。其編碼采用TLV格式。如下所示。 圖2 BGP路徑屬性TLV格式 其中，Attr.TYPE占2個字節（無符號位），包括1字節的Flags（無符號位）和1字節的Type Code（無符號位）。 圖3 TLV結構－Type Attr.Flags：占1個字節（8個bit），表示屬性的標記，其每個bit位的意義如下顯示： O: Optional bit, 屬性的可選性。決定屬性是否為必攜帶屬性。帶可選屬性（optional）設為1，公認屬性（well-known）設為零。 T: Transitive bit 屬性的可傳遞性。對於可選屬性，是可傳遞的設為1，非可傳遞的設為0。對於公認屬性必須設為1。 P: Partial bit 屬性的局部性。對於可傳遞的可選屬性是局部的設為1，是完全的設為零。對於非可傳遞的的可選屬性和公認屬性，必須設為零。 E: Extended Length bit 決定該屬性的長度的字段（即Attr. Length）是否需要擴展。不需要擴展則設為零，Attr. Length占1個字節；需要擴展則設為1，Attr. Length占2個字節。 U: Unused bits 低4位沒有使用，發送時必須全部設為零，並且在接收時被忽略。 Attr.Type Code：占1個字節（無符號位），表示屬性的類型號。設置如下表2。 Attr.Value：根據不同屬性的類型填寫不同內容。 |
| Network Layer Reachability Information（NLRI） |
變長 |
包含要更新的地址前綴列表，每一個地址前綴單元由一個LV二元組（prefix length, the prefix of the reachable route）組成，其編碼填寫方法與Withdrawn Routes的填寫方法相同。 |
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表1 路由屬性的類型號列表 |
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屬性類型 |
屬性值 |
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1：Origin |
IGP |
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EGP |
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Incomplete |
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2：As_Path |
AS_SET |
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AS_SEQUENCE |
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AS_CONFED_SET |
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AS_CONFED_SEQUENCE |
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3：Next_Hop |
下一跳的IP地址 |
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4：Multi_Exit_Disc |
MED用於判斷流量進入AS時的最佳路由 |
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5：Local_Pref |
Local_Pref用於判斷流量離開AS時的最佳路由 |
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6：Atomic_Aggregate |
BGP Speaker選擇聚合后的路由，而非具體的路由 |
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7：Aggregator |
發起聚合的路由器ID和AS號 |
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8：Community |
團體屬性 |
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9：Originator_ID |
反射路由發起者的Router ID |
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10：Cluster_List |
反射路由經過的反射器列表 |
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14：MP_REACH_NLRI |
多協議可達NLRI |
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15：MP_UNREACH_NLRI |
多協議不可達NLRI |
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16：Extended Communtities |
擴展團體屬性 |
BGP的NOTIFICATION報文格式
如果BGP報文頭中的TYPE為3，則該報文為NOTIFICATION報文。報文頭后面所接的報文內容如下（RFC 4271），NOTIFICATION報文用於處理BGP進程中的各種錯誤。
圖1 NOTIFICATION報文格式
各字段解釋如下：
- Error code：占1個字節（無符號位），定義錯誤的類型，非特定的錯誤類型用零表示。
- Error subcode：占1個字節（無符號位），指定錯誤細節編號，非特定的錯誤細節編號用零表示。
- Data：指定錯誤數據內容。
| 錯誤碼 |
錯誤子碼 |
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| 1：消息頭錯誤 |
1：連接未同步 |
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| 2：錯誤的消息長度 |
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| 3：錯誤的消息類型 |
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| 2：Open消息錯誤 |
1：不支持的版本號 |
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| 2：錯誤的對等AS |
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| 3：錯誤的BGP標識符 |
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| 4：不支持的可選參數 |
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| 5：認證失敗 |
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| 6：不可接受的保持時間 |
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| 7：不支持的能力 |
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| 3：Update消息錯誤 |
1：畸形屬性列表 |
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| 2：不可識別的公認屬性 |
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| 3：缺少公認屬性 |
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| 4：屬性標志錯誤 |
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| 5：屬性長度錯誤 |
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| 6：無效Origin屬性 |
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| 7：AS路由環路 |
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| 8：無效Next_Hop屬性 |
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| 9：可選屬性錯誤 |
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| 10：無效網絡字段 |
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| 11：畸形AS_Path |
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| 4：Hold Timer溢出 |
0：沒有特別的錯誤子碼定義。 |
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| 5：有限狀態機錯誤 |
0：沒有特別的錯誤子碼定義。 |
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| 6：終止 |
1：前綴超過最大值。 |
|
| 2：管理關閉 |
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| 3：刪除鄰居 |
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| 4：管理重置 |
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| 5：連接失敗 |
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| 6：其他配置改變 |
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| 7：連接沖突 |
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| 8：資源短缺 |
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| 9：BFD斷開連接 |
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| Error Code |
Error Subcode |
|
| 1: Message header error |
1: connection not synchronized |
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| 2: error message length |
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| 3: error message type |
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| 2: Open message error |
1: unsupported version number |
|
| 2: error peer AS |
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| 3: error BGP identifier |
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| 4: unsupported optional parameter |
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| 5: authentication failed |
||
| 6: unacceptable Holdtime |
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| 7: unsupported capability |
||
| 3: Update message error |
1: malformed attribute list |
|
| 2: unrecognized well-known attribute |
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| 3: well-known attribute is missing |
||
| 4: attribute flags error |
||
| 5: attribute length error |
||
| 6: invalid origin attribute |
||
| 7: AS routing loop |
||
| 8: invalid Next-Hop attribute |
||
| 9: error optional attribute |
||
| 10: invalid network field |
||
| 11: abnormal AS-Path |
||
| 4: Hold timer expired |
0: no special definition of the error subcode |
|
| 5: Finite state machine error |
0: no special definition of the error subcode |
|
| 6: Cease |
1: maximum number of prefixes reached |
|
| 2: administrative shutdown |
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| 3: peer de-configured |
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| 4: administrative reset |
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| 5: connection rejected |
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| 6: other configuration change |
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| 7: connection collision resolution |
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| 8: out of resources |
||
| 9: BFD session Down |
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BGP KEEPALIVE報文格式
報文格式
如果BGP報文頭中的TYPE為4，則該報文為KEEPALIVE報文。KEEPALIVE報文用於保持BGP連接。
KEEPALIVE報文只有BGP報文頭，沒有具體內容，故其報文長度應固定為19個字節。
BGP的REFRESH報文格式
如果BGP報文頭中的TYPE為5，則該報文為REFRESH報文。報文頭后面所接的報文內容如下（RFC 2918），REFRESH報文用於動態的請求BGP路由發布者重新發布UPDATE報文，進行路由更新。
報文格式
圖1 REFRESH報文格式
| Field字段 |
Length長度 |
Description描述 |
| AFI |
2字節（無符號位） |
表示地址族id，與UPDATE報文中的定義相同。 |
| Res. |
1字節（無符號位） |
所有為應全為零，在接收報文時，此位被忽略。 |
| SAFI |
1字節（無符號位） |
與UPDATE報文中的定義相同。 |