边界网关协议（BGP）是一种用于互联网的自治系统间路由选择的标准协议。其协议结构相对复杂，由多个组成部分构成，以下是对其主要内容的详细阐述。理解BGP的结构需要关注其消息类型、路由信息的交换方式以及邻接关系的建立和维护等方面。
BGP的基本元素包括消息类型、路由更新、路径属性和握手过程。在BGP中，主要有四种消息类型：开放消息、更新消息、保持消息和撤销消息。握手过程开始时，参与的两个BGP路由器通过开放消息建立连接，这一阶段涉及到协商一些参数，例如版本号、持有时间以及路由器的标识符等。若成功建立连接，则进入保持阶段，以保持与对方的通信状态。
更新消息是BGP的核心内容，主要用于传递路由信息以及路径属性。这类消息包含了新学到的路由和需要撤销的路由信息。通过更新消息，路由器可以了解网络中其他路由器所知的路径，并据此选择最佳路径进行数据传输。路径属性是附加在更新消息上的重要信息，它包括了多个属性，如AS_PATH、NEXT_HOP、LOCAL_PREF等。这些属性对于判断路径的优劣和路由选择具有关键作用。
AS_PATH是BGP路由选择中一个重要的路径属性，它记录了一条路由经过的自治系统（AS）的标识符序列。这一属性的主要功能是帮助防止路由环路的产生，当接收到更新消息后，路由器可以根据AS_PATH中的信息判断路由是否经过了自己，进而决定是否接收该路由。这样做不仅有助于维护网络的稳定性，也提升了路由选择的智能性。
NEXT_HOP属性指明了通往特定网络的下一跳路由器地址。在BGP中，路由器需要知道下一跳的地址才能进行有效的转发。该属性通常在路由更新时同步，确保所有BGP路由器均能获取到正确的下一跳信息。LOCAL_PREF是一种用于制定路径选择的优先级的属性。较高的LOCAL_PREF值意味着该路径更优先，被路由器偏好。
保持消息用于维护BGP会话的活跃状态。由于BGP是一种长连接的协议，保持消息的定期发送与接收可以确保连接的有效性。当一个BGP路由器在一定时间内未接收到来自对方的保持消息时，可能认为连接已丢失，并将其关闭。这种机制有助于自动处理路由器之间的网络波动，提高协议的鲁棒性。
BGP的连接建立和维护依赖于TCP协议。由此，BGP在传输层使用TCP来确保数据包的可靠性，这样有效地避免了丢包等问题。在建立连接后，路由器会通过TCP保持连接的活跃状态，并传输BGP消息。这种设计使得BGP能够在复杂的网络环境中稳定运行。
为了满足复杂网络的需求，BGP还采用了多种路由策略。每个BGP路由器可以根据策略和各种路径属性进行路由选择，这样它们能够优化网络流量。在选择路由时，通常会考虑多个因素，像AS的成本、路径的长度以及前缀的优先级等。这种灵活的选择方式使得BGP能够适应多变的网络情况，提高了整体效率。
总的来说，边界网关协议的结构复杂且灵活。它依赖于各种消息类型和路径属性的组合来实现有效的路由选择和网络维护。通过与TCP的结合，BGP能够在自治系统之间建立起可靠的连接，并保证路由信息的准确传递。BGP的设计使得它可以在大规模的互联网中发挥重要作用，帮助实现各种复杂的网络需求。