边界网关协议（BGP）用于通告，学习和选择全球Internet内的最佳路径。当两个ISP连接时，它们通常使用BGP交换路由信息。世界各地的ISP集体使用BGP交换Internet的路由表。而且企业有时会使用BGP与一个或多个ISP交换路由信息，从而使企业路由器能够学习Internet路由。
将BGP与常规IGP路由协议进行比较时，一个关键区别是BGP的健壮最佳路径算法。BGP使用该算法来选择最佳BGP路径（路由），其使用的规则远远超出了仅选择最低度量标准的路由。
这种更复杂且最佳路径的算法使BGP能够让工程师配置许多不同的设置，这些设置会影响BGP最佳路径选择，从而为路由器选择最佳BGP路由提供了极大的灵活性。
BGP基础
BGP，特别是BGP版本4（BGPv4），是当今流行的一种路由协议，被设计为外部网关协议（EGP）而不是内部网关协议（IGP）。因此，BGP的某些目标与IGP的目标不同，例如开放式最短路径优先（OSPF）或增强型内部网关路由协议（EIGRP），但某些目标保持不变。
首先，考虑BGP与各种IGP之间的相似性。BGP需要像IGP一样发布IPv4前缀。BGP还需要发布一些特定信息，以便路由器可以为给定前缀选择众多路由之一作为当前最佳路由。至于协议的机制，BGP在与邻居路由器交换拓扑信息之前先建立邻居关系。
接下来是差异。BGP不需要将邻居连接到同一子网。取而代之的是，BGP路由器使用路由器之间的TCP连接（端口179）来传递BGP消息，从而允许相邻路由器位于同一子网上或被多个路由器隔开。看到没有连接到同一子网的BGP邻居是相对常见的。
BGP与其他协议的最大区别可能是此路由协议如何选择最佳路由。BGP不仅使用整数度量标准来选择最佳路由，还使用了更复杂的过程，使用了称为BGP路径属性（PA）的各种信息，这些信息在BGP路由更新中交换，就像IGP度量标准信息一样。
下表总结了其中一些关键比较点。
BGP ASN和AS_SEQ路径属性
BGP将路径属性用于多种目的。PA定义有关通过网络的路径或路由的信息。一些BGP PA使用最佳路径算法描述了在选择最佳BGP路由时可能有用的信息。BGP除了选择最佳路径外，还将某些PA用于其他目的。默认情况下，如果未明确设置BGP PA，则BGP路由器在许多竞争路由中选择最佳路由时将使用BGP AS_PATH（自治系统路径）PA。
整数BGP ASN唯一标识一个认为自己独立于其他组织的组织。企业网络连接到Internet的每个公司都可以视为一个自治系统，并且可以为其分配BGP ASN。（IANA / ICANN还分配了全球唯一的ASN。）此外，每个ISP都有一个ASN，或者可能有多个，具体取决于ISP的大小。
当路由器使用BGP通告路由时，前缀/长度与一组PA关联，包括AS_PATH。与前缀/长度关联的AS_PATH PA列出了ASN，这些ASN将是使用BGP获悉的该前缀的端到端路由的一部分。从某种意义上说，AS_PATH包含如下信息：“如果使用此路径（路由），则该路径将通过此ASN列表。”
BGP使用AS_PATH执行两个关键功能：
- 根据最短的AS_PATH（列出的ASN的最少数量）为前缀选择最佳路由。
- 防止路由循环。
AS路径示例
下图仅显示每个ISP中的几个路由器，也没有显示两个公司的许多企业网络。但是，该图确实显示了足够的细节，以演示一些关键的BGP概念。
为了便于讨论，假设路由器之间的每条线代表正在运行的某种物理介质。每个路由器将使用BGP，并且每个路由器将与每个链路另一端的路由器形成BGP邻居关系。例如，ISP1的I1-2路由器将与路由器I1-1和I2-1具有BGP邻居关系。
考虑到这一点，请考虑下图，该图显示了针对其他ASN的前缀192.31.7.32/29的BGP更新的公告。该图显示了四个步骤，如下所示：
- 在ASN 12中，I2在ASN 12外部发布路由。因此，I2在发布路由时将其自己的ASN（12）添加到AS_PATH PA。
- 当在ASN 2外部发布路由时，ASN 2内部的路由器在发布路由时将其自己的ASN（2）添加到AS_PATH PA。他们的广告AS_PATH为（12,2）。
- ASN 3内的路由器I3-1先前已通过AS_PATH（12,2）从ASN 2了解了192.31.7.32/29的路由。因此，I3-1在将其自己的ASN（3）添加到AS_PATH之后将路由发布到ASN 1，从而AS_PATH为（12,2,3）。
- 同样，位于ASN 1中的路由器I1-1将路由通告给ASN3。由于ASN 3是不同的ASN，因此I1-1将其自己的ASN（1）添加到AS_PATH PA，以便AS_PATH列出ASN 12、2和1。
现在，从细节上退后一步，考虑ASN中路由器共同学习的两条替代路由：
- 192.31.7.32/29，AS_PATH（12,2）
- 192.31.7.32/29，AS_PATH（12,2,3）
由于BGP路径选择算法使用最短的AS_PATH，因此假设没有其他PA被操纵，ASN 1中的路由器将使用这两个路径中的第一个，然后将数据包发送到ASN 2，而不使用通过ASN 3的路径。 ，因此请注意，从ASN 1到ASN 11的广告列出了一个AS_PATH，它反映了ASN 1内部路由器的最佳路径选择，并在最佳路由的AS_PATH末尾添加了ASN 1（12 ，2,1）。
BGP路由器还使用AS_PATH中列出的ASN防止路由循环。当BGP路由器接收到更新，并且路由公告列出具有其自己的ASN的AS_PATH时，路由器将忽略该路由。这是因为该路由已经通过本地ASN发布；相信路由然后进一步通告它可能会导致路由循环。
内部和外部BGP
BGP定义了两类邻居（对等体）：内部BGP（iBGP）和外部BGP（eBGP）。这些术语使用单个路由器的观点，这些术语指的是BGP邻居是在同一ASN（iBGP）还是在不同ASN（eBGP）中。
BGP路由器的行为根据对等体（邻居）是iBGP还是eBGP对等体而在几种方式上有所不同。区别包括关于在两个路由器成为邻居之前必须满足的规则，关于BGP最佳路径算法选择最佳路由的规则不同，甚至关于路由器如何更新BGP AS_PATH PA的规则也不同。
向eBGP对等体通告时，BGP路由器会更新AS_PATH PA，但向iBGP对等体通告时不会这样做。例如，下图显示了与图1相同的设计和相同的路由公告。但是，在这种情况下，所有BGP连接都被列为iBGP或eBGP。
该图突出显示了从ASN 12到通过ASN 2和3的较低路径的路由通告。请注意，在步骤1，向IBGP对等体通告的路由器I2将其自己的ASN添加到AS_PATH。在步骤2，路由器I2-1向iBGP对等体（I2-2）通告，因此它不会将其自己的ASN（2）添加到AS_PATH。然后，在步骤3中，路由器I2-2将自己的ASN（2）添加到AS_PATH，然后再将更新发送给eBGP对等体I3-2，依此类推。
公共和私人ASN
为了使Internet使用BGP正常工作，IANA就像使用IP地址前缀一样管理ASN的分配。必须将ASN分配为唯一值的一个关键原因是，如果ASN被复制，则BGP环路阻止过程实际上会阻止Internet的某些部分了解路由。
例如，考虑下图，该图具有与前几张图相同的设计，但是这次具有重复的ASN。
在此图中，ISP1和公司1都使用ASN12。该示例的BGP更新如图2和3所示开始，其中公司1发布了其前缀。ISP1中的路由器接收BGP更新，该更新列出了公司1使用的相同前缀，但是两个更新都列出了包含ASN 12的AS_PATH。
因为ISP1认为它使用ASN 12，所以ISP1认为这些BGP更新应作为BGP环路预防过程的一部分而被忽略。结果，ISP1的客户无法到达公司1中路由器通告的前缀。
为防止此类问题， IANA 控制ASN编号空间。使用与IPv4地址相同的通用过程 ，可以将ASN分配给不同的组织。16位BGP ASN表示十进制范围为0到65,535。
前面的表格显示了IANA当前ASN分配约定的一些细节。
专用ASN允许AS内的路由器参与BGP，同时使用与许多其他组织相同的ASN。通常，在AS仅连接到另一个ASN的情况下，AS可以使用专用AS。
在某些情况下，也可以使用专用ASN连接到多个ASN。原因是只有一个连接点到另一个ASN，在BGP拓扑中就不会在该点发生环路，因此在该网络的该部分不再需要唯一的ASN。
由于BGP最佳路径算法背后的逻辑，加上BGP仅通告给定前缀的最佳路径，因此无法发生环路。
