BGP报文头基本格式（RFC4271）
报文格式
BGP报文由BGP报文头和具体报文内容两部分组成。（RFC4271）
BGP的运行是通过消息驱动的，共有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报文头包括三的部分，总长19字节。各个部分的格式和功能如下：（RFC4271）
图1 BGP报文头格式
- Marker：占16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”）。
- Length：占2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。
- Type：占1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（其中，前四种消息是在RFC4271中定义的，而Type5的消息则是在RFC2918中定义的）：
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TYPE值 |
报文类型 |
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1 |
OPEN |
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2 |
UPDATE |
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3 |
NOTIFICATION |
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4 |
KEEPALIVE |
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5 |
REFRESH（RFC2918） |
BGP OPEN报文格式
报文格式
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：
图1 OPEN报文格式
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字段 |
长度 |
含义 |
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Version |
1个字节（无符号位） |
表示协议的版本号，现在BGP的版本号为4。 |
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My Autonomous System |
2个字节（无符号位） |
发送者自己的AS域号 |
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Hold Time |
2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，我们系统的默认为180。 |
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BGP Identifier |
4个字节（无符号位） |
发送者的router id。 |
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Opt Parm Len |
1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。 |
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Optional Parameters |
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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(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RFC1700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，编码方式与多协议扩展中的规定相同。其值按照RFC1700中ADDRESS FAMILY NUMBERS的定义。 Capability Code为2（RFC2918） 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，路由器才能处理REFRESH报文。我们的实现是默认情况下，支持IPv4单播能力与路由刷新能力，其他能力需要另外设定。 |
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表1 AFI及SAFI编码说明 |
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AFI编码 |
AFI说明 |
SAFI编码 |
SAFI说明 |
说明 |
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1 |
IPv4地址族 |
1 |
单播 |
IPv4单播 |
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2 |
组播 |
IPv4组播 |
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128 |
VPN |
IPv4的L3VPN |
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2 |
IPv6地址族 |
1 |
单播 |
IPv6单播 |
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2 |
组播 |
IPv6组播 |
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128 |
VPN |
IPv6的L3VPN |
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196 |
二层 |
128 |
VPN |
L2VPN的Kompella方式 |
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BGP UPDATE报文格式
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（RFC 4271），UPDATE报文用于通告路由。
报文格式
图1 UPDATE报文格式
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字段 |
长度 |
含义 |
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Withdrawn Routes Length |
2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。 |
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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。
Mask掩码(十进制) Length Prefix 32 20 C8 C8 C8 C8 25 19 C8 C8 C8 80 20 14 C8 C8 C0 15 0F C8 C8 |
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Total Path Attribute Length |
2个字节（无符号位） |
标明Path Attributes部分和Network Layer Reachability Information两部分的长度。其值为零时，表示没有路由及其路由属性要通告。 |
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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2 BGP路径属性TLV格式 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3 TLV结构－Type 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。设置如下表2。 Attr.Value：根据不同属性的类型填写不同内容。 |
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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。 |
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表1 路由属性的类型号列表 |
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属性类型 |
属性值 |
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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用于判断流量进入AS时的最佳路由 |
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5：Local_Pref |
Local_Pref用于判断流量离开AS时的最佳路由 |
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6：Atomic_Aggregate |
BGP Speaker选择聚合后的路由，而非具体的路由 |
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7：Aggregator |
发起聚合的路由器ID和AS号 |
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8：Community |
团体属性 |
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9：Originator_ID |
反射路由发起者的Router ID |
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10：Cluster_List |
反射路由经过的反射器列表 |
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14：MP_REACH_NLRI |
多协议可达NLRI |
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15：MP_UNREACH_NLRI |
多协议不可达NLRI |
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16：Extended Communtities |
扩展团体属性 |
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BGP的NOTIFICATION报文格式
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（RFC 4271），NOTIFICATION报文用于处理BGP进程中的各种错误。
图1 NOTIFICATION报文格式
各字段解释如下：
- Error code：占1个字节（无符号位），定义错误的类型，非特定的错误类型用零表示。
- Error subcode：占1个字节（无符号位），指定错误细节编号，非特定的错误细节编号用零表示。
- Data：指定错误数据内容。
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错误码 |
错误子码 |
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1：消息头错误 |
1：连接未同步 |
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2：错误的消息长度 |
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3：错误的消息类型 |
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2：Open消息错误 |
1：不支持的版本号 |
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2：错误的对等AS |
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3：错误的BGP标识符 |
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4：不支持的可选参数 |
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5：认证失败 |
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6：不可接受的保持时间 |
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7：不支持的能力 |
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3：Update消息错误 |
1：畸形属性列表 |
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2：不可识别的公认属性 |
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3：缺少公认属性 |
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4：属性标志错误 |
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5：属性长度错误 |
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6：无效Origin属性 |
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7：AS路由环路 |
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8：无效Next_Hop属性 |
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9：可选属性错误 |
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10：无效网络字段 |
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11：畸形AS_Path |
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4：Hold Timer溢出 |
0：没有特别的错误子码定义。 |
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5：有限状态机错误 |
0：没有特别的错误子码定义。 |
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6：终止 |
1：前缀超过最大值。 |
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2：管理关闭 |
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3：删除邻居 |
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4：管理重置 |
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5：连接失败 |
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6：其他配置改变 |
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7：连接冲突 |
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8：资源短缺 |
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9：BFD断开连接 |
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Error Code |
Error Subcode |
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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 |
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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 |
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6: unacceptable Holdtime |
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7: unsupported capability |
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3: Update message error |
1: malformed attribute list |
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2: unrecognized well-known attribute |
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3: well-known attribute is missing |
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4: attribute flags error |
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5: attribute length error |
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6: invalid origin attribute |
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7: AS routing loop |
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8: invalid Next-Hop attribute |
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9: error optional attribute |
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10: invalid network field |
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11: abnormal AS-Path |
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4: Hold timer expired |
0: no special definition of the error subcode |
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5: Finite state machine error |
0: no special definition of the error subcode |
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6: Cease |
1: maximum number of prefixes reached |
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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 |
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9: BFD session Down |
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BGP KEEPALIVE报文格式
报文格式
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。
BGP的REFRESH报文格式
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（RFC 2918），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。
报文格式
图1 REFRESH报文格式
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Field字段 |
Length长度 |
Description描述 |
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AFI |
2字节（无符号位） |
表示地址族id，与UPDATE报文中的定义相同。 |
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Res. |
1字节（无符号位） |
所有为应全为零，在接收报文时，此位被忽略。 |
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SAFI |
1字节（无符号位） |
与UPDATE报文中的定义相同。 |