EBGP：跨AZ的路由学习心得

整理自实际配置场景的讨论笔记，覆盖：路由传播流水线、EBGP/IBGP 行为差异、next-hop-self、IBGP 建邻规则、扩展性问题与解法。

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0.1. 一、拓扑

AS 100 (内部 OSPF + IBGP, R3 配 next-hop-self)              AS 200
┌─────────────────────────────────────────────────┐    ┌─────────────────┐
│   R1 ────── R2 ────── R3 ─────────────────────  │════│  R4             │
│  Lo:1.1.1.1  Lo:2.2.2.2  Lo:3.3.3.3             │    │ Lo:4.4.4.4      │
│                          (10.0.0.3 朝 R4)        │    │ (10.0.0.4 朝 R3)│
│                                                  │    │ originate:      │
│                                                  │    │ 200.1.1.0/24    │
└─────────────────────────────────────────────────┘    └─────────────────┘

协议部署：

• OSPF area 0：R1 ─ R2 ─ R3（R3-R4 那段链路 10.0.0.0/30 不进 OSPF）
• IBGP full-mesh：R1↔R2、R1↔R3、R2↔R3（用 Loopback 建邻 + next-hop-self）
• EBGP：R3(3.3.3.3) ↔ R4(4.4.4.4) 通过直连接口建邻

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0.2. 二、路由 200.1.1.0/24 在 AS 100 的传播流水线

0.2.1. 第 1 站：R4 → R3（EBGP）

NLRI:    200.1.1.0/24
NH:      10.0.0.4   (R4 自己接口 IP, EBGP 默认行为)
AS_PATH: [200]

R3 处理：NHT 检查 NH 直连 ✓ → 进 BGP 表 → best → 决定通告给 IBGP 邻居。

0.2.2. 第 2 站：R3 → R1、R3 → R2（IBGP，关键点）

R3 配了 next-hop-self，所以通告内容是：

NLRI:       200.1.1.0/24
NH:         3.3.3.3   ← ⭐ 改写成 R3 自己 Loopback (不是 10.0.0.4!)
AS_PATH:    [200]     ← IBGP 不修改 AS_PATH
LOCAL_PREF: 100       ← IBGP 必带

R1/R2 处理：NHT 查 OSPF 表 → 3.3.3.3 可达 ✓ → 装内核 RIB（递归解析后的真实出口）。

0.2.3. 第 3 站：R3 反向 → R4（EBGP）

如果 AS 100 内部有路由要通告给 AS 200（如 R1 originate 100.1.1.0/24），R3 在向 R4 发出时：

NLRI:    100.1.1.0/24
NH:      10.0.0.3   ← R3 自己接口 IP (EBGP 强制改 NH)
AS_PATH: [100]      ← R3 把自己 AS 100 前置
(LOCAL_PREF 不发, EBGP 不带这个属性)

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0.3. 三、每个路由器的核心动作

路由器	收到什么	处理	传给谁
R3（EBGP 入口）	200.1.1.0/24, NH=10.0.0.4	NHT 直连 ✓，进 BGP 表	IBGP 转给 R1、R2，改 NH=3.3.3.3，AS_PATH 不变
R1（IBGP 收方）	200.1.1.0/24, NH=3.3.3.3	NHT 查 OSPF→via R2 ✓，装内核	不再转发（IBGP 水平分割）
R2（IBGP 收方）	同 R1	装内核出口指向 R3	不再转发
R3（EBGP 出口反向）	自己 originate / IBGP 学到的本 AS 路由	应用出向策略	EBGP 给 R4，改 NH=10.0.0.3，AS_PATH 前置 100

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0.4. 四、EBGP vs IBGP 的关键行为差异

行为	EBGP	IBGP
通告时改 AS_PATH	前置自己 AS	不改
通告时改 NEXT_HOP	改成自己接口 IP	不改（除非配 next-hop-self）
学到后再传给同协议邻居	传	不传（水平分割，需 full-mesh 或 RR）
是否传 LOCAL_PREF	否	是

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0.5. 五、数据包真实转发路径（目的 200.1.1.5）

R1 → 查表 NH=3.3.3.3 → 递归到 12.0.0.2 → 发给 R2
R2 → 查表 NH=3.3.3.3 → 递归到 23.0.0.3 → 发给 R3
R3 → 查表 NH=10.0.0.4 → 直连 → 发给 R4
R4 → AS 200 内部接力 → 200.1.1.5

包头 DstIP 始终是 200.1.1.5，每跳只换 L2 MAC。

NH 在每跳的认知不同：

• R1 认为 NH = 3.3.3.3（递归到 R2）
• R2 认为 NH = 3.3.3.3（递归到 R3）
• R3 认为 NH = 10.0.0.4（直连）

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0.6. 六、IBGP 建邻规则（核心问题）

0.6.1. 原则：AS 内任意两台跑 BGP 的路由器之间都要建 IBGP 邻居

不是“全员都连边界 R3”，而是两两互联（full-mesh）。原因是 IBGP 水平分割：

从 IBGP 邻居学到的路由，不再传给其他 IBGP 邻居。

0.6.2. 这个例子需要建 3 条 IBGP 会话

R1 ←──IBGP──→ R3   ✓ 必须
R2 ←──IBGP──→ R3   ✓ 必须
R1 ←──IBGP──→ R2   ✓ 必须 (即使 R2 不在边界)

0.6.3. 为什么 R1↔R2 也要建？反例验证

假设只建 R1↔R3 和 R2↔R3：

• R3 是边界 originator，向 R1/R2 通告外部路由 → 能 work ✓
• 但反过来：R1 自己 originate 100.1.1.0/24 → R3 收到（IBGP）→ R3 不能再转给 R2（水平分割）→ R2 学不到 → 数据面黑洞 ❌

所以必须 R1↔R2 也建邻，才能保证任何方向的路由都被 AS 内所有路由器学到。

0.6.4. 全互联会话数公式

$$\frac{N(N-1)}{2}$$

N	会话数
3	3
10	45
50	1225
100	4950

节点一多就爆炸——所以大规模 AS 不直接用 full-mesh。

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0.7. 七、大规模 AS 的两种解法

0.7.1. 方案 1：路由反射器 RR（生产主流）

     ┌──── RR ────┐
     │     ↑      │
     │  IBGP×N    │
┌────┼─────┴──────┼────┐
R1   R2    R3    ...  Rn
(普通 IBGP client, 只和 RR 建邻)

• 所有路由器只和 RR建一条 IBGP（共 N 条会话）
• RR 收到 client 的路由后，特许”反射”给其他 client（突破水平分割，RFC 4456）
• N=100 时从 4950 条降到 100 条

0.7.2. 方案 2：BGP Confederation 联邦

把大 AS 拆成多个子 AS，子 AS 内部 full-mesh，子 AS 之间用类 EBGP（保留 LP/MED 等 IBGP 属性）。复杂度比 RR 高，使用较少。

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0.8. 八、”建邻”和”学到路由”的区别

概念	说明
谁要学到 BGP 路由	AS 内所有要转发该流量的路由器（包括中间纯转发节点）
谁要建 IBGP 会话	只有上面那些路由器之间需要建

反例：如果 R2 是纯 L2/MPLS 中间节点（数据面靠 MPLS 标签转发，不查 IP 路由表），R2 不需要跑 BGP——这就是运营商骨干的 MPLS BGP-Free Core 设计：核心 P 路由器不跑 BGP，只有边缘 PE 跑。

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0.9. 九、关键结论速查

1. OSPF + IBGP 缺一不可：OSPF 管 AS 内拓扑（Loopback 互通），IBGP 管 AS 间路由（外部网段）。
2. next-hop-self 是 IBGP 部署最佳实践——让 IBGP 的 NH 简化为本 AS 内地址，OSPF 自然能解析，不污染 IGP。
3. EBGP 跨 AS 才前置 AS_PATH 和强制改 NH；IBGP 内部默认透传。
4. IBGP 水平分割强制要求 full-mesh 或 RR——不能靠”中转”传播。
5. 数据包能转发的前提：路径上每台路由器都装入了该 BGP 路由 + 能递归解析 NH 到物理出口。