案例精解：BGP路由黑洞

什么是路由黑洞？ 简单的说，它会默默的将数据包丢弃，使所有数据包有去无回，下面来看一个案例：

 

如图所示：

R1和R2建立EBGP邻居关系

R1和R5建立IBGP邻居关系

R5和R7建立EBGP邻居关系

R2、R3、R5之间运行RIPv2

 

首先看配置：

hostname r1
interface Loopback0
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
     
interface Serial1/0
 ip address 192.168.12.1 255.255.255.0
 serial restart-delay 0

router bgp 100
 no synchronization
 bgp router-id 1.1.1.1
 bgp log-neighbor-changes
 network 1.1.1.0 mask 255.255.255.0
 network 192.168.12.0
 neighbor 2.2.2.2 remote-as 200
 neighbor 2.2.2.2 ebgp-multihop 255
 neighbor 2.2.2.2 update-source Loopback0
 no auto-summary
!
ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 192.168.12.2

 

hostname r2
interface Loopback0
 ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
 ip address 192.168.23.2 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/1
 ip address 192.168.12.2 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/2
 ip address 192.168.24.2 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
router rip
 version 2
 network 2.0.0.0
 network 192.168.23.0
 no auto-summary
!
router bgp 200
no synchronization
 bgp log-neighbor-changes
 network 192.168.12.0
 network 192.168.23.0
 neighbor 1.1.1.1 remote-as 100
 neighbor 1.1.1.1 ebgp-multihop 255
 neighbor 1.1.1.1 update-source Loopback0
 neighbor 5.5.5.5 remote-as 200
 neighbor 5.5.5.5 update-source Loopback0
 neighbor 5.5.5.5 next-hop-self
 no auto-summary
!       
ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 192.168.12.1

 

hostname r3
interface Loopback0
 ip address 3.3.3.3 255.255.255.0
!
interface Serial1/0
 ip address 192.168.35.3 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/1
 ip address 192.168.23.3 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
router rip
 version 2
 network 3.0.0.0
 network 192.168.23.0
 network 192.168.35.0
 no auto-summary

 

 

hostname r5
interface Loopback0
 ip address 5.5.5.5 255.255.255.0
!
interface FastEthernet0/0
 no ip address
 shutdown
 duplex half
!
interface Serial1/0
 ip address 192.168.57.5 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/1
 ip address 192.168.35.5 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/2
 ip address 192.168.45.5 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/3
 no ip address
 shutdown
 serial restart-delay 0
!
router rip
 version 2
 network 5.0.0.0
 network 192.168.35.0
 no auto-summary
!
router bgp 200
 no synchronization
 bgp log-neighbor-changes
 bgp confederation identifier 200
 neighbor 3.3.3.3 remote-as 200
 neighbor 7.7.7.7 remote-as 300
 neighbor 7.7.7.7 ebgp-multihop 255
 neighbor 7.7.7.7 update-source Loopback0
 no auto-summary
!
ip route 7.7.7.0 255.255.255.0 192.168.57.7

 

interface Serial1/1
 ip address 192.168.57.7 255.255.255.0
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/2
 no ip address
 shutdown
 serial restart-delay 0
!
interface Serial1/3
 no ip address
 shutdown
 serial restart-delay 0
!
router bgp 300
 no synchronization
 bgp log-neighbor-changes
 neighbor 5.5.5.5 remote-as 200
 neighbor 5.5.5.5 ebgp-multihop 255
 no auto-summary
!
ip route 5.5.5.0 255.255.255.0 192.168.57.5

 

现在查看R1的路由表

r7#sh ip route
B       1.1.1.0 [20/0] via 5.5.5.5, 00:02:54   //为节约篇幅未完整显示

可见R7学到了R1的路由，从表面上看这个实验很完美，达了目的， 然而这时问题出现了，作个测试，在R7上PING R1

r7#ping 1.1.1.1

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 0-byte ICMP Echos to 7.7.7.7, timeout:

.....

这究竟是怎么回事呢？原来，我们在R5上关闭了同步，这时它会将一条并没有 优化的路由传送给R7，当R7要发向R1发包时，它看到R5是它的下一跳，于是将包发给R5，然后R5又查看它的路由表，发现到R1的下一跳是R2，并继续查找，发现在通过R3可以达到R2，于是它将数据送给R3，这时问题出现了，因为R3没有运行BGP，它不知道R1怎么走，于是它将数据包丢弃，从而造成路由黑洞。由此可见，BGP与IGP同步的重要性，什么是同步？在上一篇我已经提到了，不再多阐述。(同理R1无法访问R7，但有R7的路由条目)

（优化的条件：１、下一跳可达，题中满足；２、同步，题中不满足）

 

既然问题出现了，那到底该怎么去解决呢？

首先，如果在R5上开启同步，这样的情况就不会发生了，因为R5从R2收到关于R1的路由条目后，它会的查找它的IGP路由表，看是否有这样一条路由可以到达R1，如果没有，它就不会将这条路由传递给R7，此时可避免黑洞问题。但R7学到R1的路由才是我们真正的目的，那该怎么做呢？我们可以将BGP的路由重发布到RIP中，这样IGP和BGP就可以完成同步，但是这样做并不好，在实验环境中我们当然可以这样做，但试想现在INTERNET中有多达20几万条路由条目，如果重发布到我们的IGP路由器中，很显然大多数路由器是无法支撑的。

解决方法一：Full Mesh         

分别在R2和R3，R3和R5上运行BGP ，这样R3就可以学到到达R1的路由，这时你需要在R1、R2、R3之间分别建立邻居关系，当路由器很多的时候，全互联要求建立n*(n-1)/2个邻居关系，这显然是很麻烦。（略）

解决方法二：Foute-Reflector

路由反射器，我们可以将R3做成一个路由反射器，使它能将从R1学的路由条目反射给R5，正常情况下为了防止环路，从IBGP学到的路由不会再传给其它IBGP邻居。  现在只需要在路由反射客户和路由反射器间建立邻居关系，邻居关系减少到n-1条。

路由反射器（RR）的条件：

1、如果路由是从非客户的IBGP学到的只反射给客户

2、如果路由是从客户学到的，将它反射给发起该路由的客户以外的所有非客户及客户

3、如果路由是从EBGP对等体学到的，将它反射给所有客户和非客户

 

做法：清除R2与R5的邻居关系，只在R2与R3、R3与R5之间建立IBGP关系

然后在R3的路由配置模式下：

neighbor 2.2.2.2 route-reflector-client

neighbor 5.5.5.5 route-reflector-client  //将R2和R5作为RR的客户

此时R5上能收到关于R1的路由,它也会传给R7

 

解决方法三 ：Confederation

 

联邦是将整个大的AS区域再划分成多个小的AS区域,比如现在有AS200就相当于中国，而整个中国显然可以再分为若干个省分，现在AS65012和AS65003 就是划分出来的“小AS”，意思这里的AS号是私有的，在出AS200时它将自动被去掉（64512--65535可用），这样划分后，R3和R5就为联邦EBGP邻居了，这时它关于R 1的路由条目就可以传给R5了。

R2：

router bgp 65012       //指定的联邦AS号
 no synchronization
 bgp log-neighbor-changes
 bgp confederation identifier 200   //R2对外宣称自己的AS号为200，它会告诉R1它的AS号为200，因为65012是私有的
 network 192.168.12.0
 network 192.168.23.0
 neighbor 1.1.1.1 remote-as 100
 neighbor 1.1.1.1 ebgp-multihop 255
 neighbor 1.1.1.1 update-source Loopback0
 neighbor 3.3.3.3 remote-as 65012
 neighbor 3.3.3.3 update-source Loopback0
 neighbor 3.3.3.3 next-hop-self
 no auto-summary

 

R3：

r3#sh run | b r b
router bgp 65012
 no synchronization
 bgp log-neighbor-changes
 bgp confederation identifier 200  //对R5稳定自己的AS号为200，它不会对R1宣称，因为它们属于同一个联邦AS
 neighbor 2.2.2.2 remote-as 65012
 neighbor 2.2.2.2 update-source Loopback0
 neighbor 5.5.5.5 remote-as 65003
 neighbor 5.5.5.5 ebgp-multihop 255
 neighbor 5.5.5.5 update-source Loopback0
 no auto-summary
!

R5：

router bgp 65003
 no synchronization
 bgp log-neighbor-changes
 bgp confederation identifier 200   //对R3和R7宣称自己的AS号为200
 neighbor 3.3.3.3 remote-as 65012
 neighbor 3.3.3.3 ebgp-multihop 255
 neighbor 7.7.7.7 remote-as 300
 neighbor 7.7.7.7 ebgp-multihop 255
 neighbor 7.7.7.7 update-source Loopback0
 no auto-summary
!

这时查看R3和R5的邻居关系

r3#sh ip bgp su
Neighbor        V    AS MsgRcvd MsgSent   TblVer  InQ OutQ Up/Down  State/PfxRcd
2.2.2.2         4 65012      10       9        1    0    0 00:06:26        2
5.5.5.5         4 65003       1       1        0    0    0 never    Active

发现在它们始终处于Active状态，不能完成邻居的建立，这又是为什么呢？

分析一下：

R5和R3都打了这条命令，bgp confederation identifier 200

又因为他们处于不同的联邦AS，所以它们都会宣称自己的AS号为200，然而我们看到它们的Neighbor却不是这样通告的

 R3上：neighbor 5.5.5.5 remote-as 65003

R5上：neighbor 3.3.3.3 remote-as 65012
所以这时会报一个错误：AS号错误，如下

r5#
*Oct 19 12:20:10.311: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
r5#
*Oct 19 12:20:19.155: %BGP-3-NOTIFICATION: sent to neighbor 3.3.3.3 2/2 (peer in wrong AS) 2 bytes 00C8
r5# FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF 002D 0104 00C8 00B4 0303 0303 1002 0601 0400 0100 0102 0280 0002 0202 00

 

解决方法：

R3上：bgp confederation  peer  65003    // // 不对65003宣称自己的AS为200

R5上：bgp confederation  peer  65012   // 不对65012宣称自己的AS为200

 

验证

r5#sh ip bgp
BGP table version is 13, local router ID is 5.5.5.5
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
              r RIB-failure, S Stale
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

   Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
*> 1.1.1.0/24       2.2.2.2                  0    100      0 (65012) 100 i
r> 7.7.7.0/24       7.7.7.7                  0             0 300 i
*> 192.168.12.0     2.2.2.2                  0    100      0 (65012) i
r> 192.168.23.0     3.3.3.3                  0    100      0 (65012) i
*> 192.168.35.0     0.0.0.0                  0         32768 i
*                   3.3.3.3                  0    100      0 (65012) i      //括号中的是私有AS号，在出R5时会被去掉，在看7上可以看到效果
*> 192.168.57.0     0.0.0.0                  0         32768 i
*                   7.7.7.7                  0             0 300 i

r7#sh ip bgp
BGP table version is 12, local router ID is 7.7.7.7
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
              r RIB-failure, S Stale
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

   Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
*> 1.1.1.0/24       5.5.5.5                                0 200 100 i
*> 7.7.7.0/24       0.0.0.0                  0         32768 i
*> 192.168.12.0     5.5.5.5                                0 200 i
*> 192.168.23.0     5.5.5.5                                0 200 i
*> 192.168.35.0     5.5.5.5                  0             0 200 i
*  192.168.57.0     5.5.5.5                  0             0 200 i
*>                  0.0.0.0                  0         32768 i

实验完毕！

 

 

注：由于开了过多的设备，CPU实在难以支撑，没办法拷下所有配置过程，只作了总结性讲解，请见谅！  有需要的我们可以再作交流。