路由与 BGP

路由器收到两条到同一前缀的路径，一条 AS_PATH 更短，另一条符合更高的本地优先级，后者可能获选。但如果目的地址还匹配一条更具体的前缀，实际转发又会使用更具体路由。理解路由，首先要区分“为同一前缀选候选路径”和“为一个目的地址查最长前缀”。

RIB 与 FIB：候选信息和转发结果

RIB 是路由信息的逻辑组织，FIB 面向实际转发。BGP 还区分从邻居接收的 Adj-RIB-In、本地选择的 Loc-RIB，以及面向邻居通告的 Adj-RIB-Out。它们是协议模型，不要求每种实现都原样保存三份完全独立的数据结构。RFC 4271：路由信息模型

在 Linux 软件路由场景，FRR 等守护进程可以通过内核接口安装路由；硬件设备还可能需要进一步下发 ASIC。RIB 中有路由，不保证下一跳可解析或安装成功；FIB 中有路由，也不保证出口邻居和回程正常。

最长前缀匹配是语义，trie、压缩层级、硬件表等是实现。不能把 Linux LC-trie 简写为任何规模与访问条件下都恒定 O(1)，也不能用一个不断变化的全球前缀总数描述所有路由器的内存需求：邻居数量、地址族、候选路径和策略同样重要。

把最长前缀算清楚

假设同一张表中有默认路由、203.0.113.0/24 经 A、203.0.113.128/25 经 B。目标 .140 同时匹配三条，选 /25 经 B；目标 .20 选 /24 经 A。即使 /24 的 BGP LOCAL_PREF 很高，也不会覆盖已安装 /25 的最长前缀优势。

跨协议优先级通常解决相同前缀的候选竞争，不应该拿某设备的静态路由管理距离与另一条不同长度前缀混算。路由聚合减少条目时还会扩大被覆盖范围，需要考虑缺失更具体路由时是否把流量送入黑洞。

Linux 策略路由：先决定查哪张表

RPDB 按规则优先级由小到大处理，可以依据源地址、fwmark、输入接口等选择动作。规则匹配后执行查表，若没有得到终止结果，可能继续后续规则；因此“第一条匹配规则必定结束”不准确。throw 路由可结束当前表的查找并继续规则链，而 blackhole、unreachable 等具有不同终止语义。ip-rule 手册、ip-route 手册

常见预置规则依次查询 local（255）、main（254）和 default（253）。名为 default 的表不等于默认路由：0.0.0.0/0 或 ::/0 可以位于 main 或其他表。自定义表编号也不局限于 1～252。

例如某源前缀先查表 100，表 100 没有匹配路由，则可继续查 main；若表 100 有默认路由，通常已经给出结果，不会为了寻找 main 中更具体路由而继续。⁠最长前缀比较发生在当前查表上下文中，不是把所有表合并排序。

# 只读观察命令，实际接口、目标和源地址按环境替换。
ip rule show
ip route show table all
ip route get <目标IPv4> from <源IPv4>
ip -6 route get <目标IPv6> from <源IPv6>

更具体的路由，为什么可能根本没被查到？

把 main 表里的匹配范围一直留在图上，再检查查询记录是否真的走到了 main。这样，目的地址命中 /25 却仍经 C 转发的情况，就能由规则终止条件解释，而不必错误地修改最长前缀规则。

IGP：把链路代价累加到路径上

OSPF 与 IS-IS 在相应范围内传播链路状态并计算路径；代价表达配置的度量，不必等于测得的延迟。以单区域简化拓扑为例，A→B 代价 10，B→D 为 10，A→C 为 5，C→D 为 30，则经 B 总计 20，优于经 C 的 35。A→B 失效后，经 C 才可能成为新的可用最短路径。RFC 2328：OSPFv2

实际收敛还要经过失效检测、状态传播、SPF 调度和转发表更新；区域结构、路由类型及策略增加更多规则。不能从 Dijkstra 算法本身推导出固定的全网切换毫秒数。IGP 也常用于提供 BGP NEXT_HOP 的域内可达性，两者共同工作。

BGP 会话：TCP 通了只是起点

BGP 使用 TCP 179，随后交换 OPEN、KEEPALIVE、UPDATE 等消息，建立协议状态。OPEN 中的版本为 4，BGP Identifier 是 32 bit 标识，并不要求就是会话端点地址。Hold Time 由双方参数协商，非零值至少为三秒；若协商为零则不运行相应 Hold/Keepalive 定时器，不能一概写成 90/30 秒。

基本 OPEN 的 My Autonomous System 字段仍是两字节；四字节 ASN 通过能力协商及兼容机制支持，不是直接把该字段拉长。RFC 6793：四字节 ASNUPDATE 宣告或撤回前缀，并携带属性；多协议扩展用相应属性承载不同地址族，不能把 IPv4 单播基本布局硬套到全部 MP-BGP 报文。

会话 Established 但没有路由，可能是地址族未启用、导入策略拒绝或对端未导出，而不一定是 TCP 故障。RFC 8212 对 eBGP 缺省导入/导出策略给出限制；实际产品还应核对版本与配置模式。RFC 4271、RFC 8212：显式 eBGP 策略

选路：用候选表解释优先级

本例路径都有效、NEXT_HOP 可解析，且未出现更早的本地属性差异。A 的 LOCAL_PREF=200，高于 B 的 100，因此即使 A 的 AS 序列更长也选 A。把 A 改为 100 后，在其余前序条件相同时才比较路径长度，B 获选。

应从正在使用的实现文档核对完整顺序与开关；例如 FRR 的 MED 比较、多路径放宽和 router-ID 相关选项会影响结果。教学中只对明确假设下的候选做推演，避免把 Cisco、Huawei、FRR 的规则混成一份所谓标准算法。FRR BGP 选路文档

路径更短，为什么还是没被选中？

先用较高的 LOCAL_PREF 抵消 A 的较长路径，再把偏好调成相同，才能看到后续条件开始发挥作用。关闭下一跳可达性时，A 会在进入这两个数值比较之前被排除。图的顺序只代表这里明确限定的候选集合。

防环、iBGP 与路由反射

普通 eBGP 通告会把本地 AS 加入路径，收到含本地 AS 的路径通常排除；iBGP 不为同一 AS 内传播重复增加本地 AS。这个机制抑制 AS 级路由环，但不能替代全部数据平面环路与错误策略检查。

传统 iBGP 从一个 iBGP 邻居学到的路由不会再直接通告给另一个 iBGP 邻居，因此简单互联并不自动形成完整传播。全互联、路由反射与联盟分别解决规模或组织问题；反射器依赖 ORIGINATOR_ID、CLUSTER_LIST 等附加机制防止相应反射环路。RFC 4456：路由反射

iBGP 会话可跨多跳建立，而路由中的 NEXT_HOP 仍必须能递归解析。next-hop-self 是改变下一跳通告的一种策略选择，不是所有部署都必须无条件开启。

Communities 与流量工程：标签需要策略解释

普通 Community 是 32 bit，常写成两个 16 bit 十进制值；Extended 为 8 B，Large 为 12 B，不能认为三者仅显示格式不同。RFC 8092：Large Communities普通标签没有自动动作，双方必须约定怎样匹配和实施策略。

NO_ADVERTISE 限制向任何 BGP 邻居通告；NO_EXPORT 的边界是联盟边界，不能粗略等价成任何形式的 eBGP 会话都禁止传播。联盟内部还需要区分 NO_EXPORT_SUBCONFED 等语义。RFC 1997：标准 Communities

AS_PATH prepend 可以增加某一路径的表观长度，影响远端入站选择，但远端 LOCAL_PREF 可能先决定结果。因此“多 prepend 两次就一定改走另一个出口”不成立。出站偏好由自己的策略直接控制较多，入站通常只能通过通告和约定影响对方。

ECMP：分担的是散列结果，不是精确字节配额

多个符合条件的下一跳可装入 FIB，按地址、端口、Flow Label 或其他所选字段散列。具体字段取决于协议族、内核与配置；Linux 文档提供 fib_multipath_hash_policy，并非永远只使用源/目的 IP。

在稳定成员集与散列策略下，同一流通常保持路径一致以减少乱序。成员增减或路由变化可能重映射流；即使权重 2:1，大流大小不均也会使实际字节量远离 2:1，更不保证单连接获得两条链路之和的吞吐。Linux 多路径散列配置

收敛与起源验证：别只看绿色会话状态

一条路径失效后，设备需要检测、撤回或排除候选、重新优选并安装 FIB，再把变动传播给其他节点。BFD 等可改变检测环节，却不消除整个链条的开销。Graceful Restart 保留旧转发表的假设也要成立，否则保留状态可能延长黑洞。

RPKI 起源验证比较路由前缀、起源 AS 与授权信息，可得到 Valid、Invalid、NotFound。Valid 不认证整个 AS_PATH，也不保证不存在路由泄漏；NotFound 不等于明确错误。是否丢弃或调整优先级需要策略兑现。RFC 6811：起源验证

核查时依次回答：收到什么、被哪条策略处理、为何获选或淘汰、NEXT_HOP 怎样解析、是否安装，以及真实包和回程是否通过。这样可以把“BGP 有路由但不通”拆成具体可验证的问题。

本地推演：前缀与策略先后

from ipaddress import ip_network, ip_address

def lookup(address, entries):
    matches = [(ip_network(prefix), hop) for prefix, hop in entries
               if ip_address(address) in ip_network(prefix)]
    return max(matches,key=lambda item:item[0].prefixlen)[1] if matches else None

main = [('0.0.0.0/0','default'),('203.0.113.0/24','A'),('203.0.113.128/25','B')]
assert lookup('203.0.113.140',main) == 'B'
assert lookup('203.0.113.20',main) == 'A'
policy_table = [('0.0.0.0/0','C')]
assert (lookup('203.0.113.140',policy_table) or lookup('203.0.113.140',main)) == 'C'

# 仅模拟前序条件一致时 LOCAL_PREF 与 AS 序列长度两项。
paths = [('A',200,[64501,64502,64503]),('B',100,[64504,64503])]
def best(candidates):
    return min(candidates,key=lambda x:(-x[1],len(x[2])))[0]
assert best(paths) == 'A'
paths[0] = ('A',100,[64501,64502,64503])
assert best(paths) == 'B'
assert min(10+10,5+30) == 20
print('最长前缀、策略表优先、两项 BGP 候选与路径代价检查通过')

这不是完整 BGP 实现，也不模拟 MED、路由反射或收敛计时。

继续查阅

• IPv4 协议：地址、下一跳与转发字段。
• ICMP 与 PMTUD：路径观测与错误反馈。
• TCP：网络路径之上的可靠传输。