【计算机网络】-边界网关协议(BGP)

前言
本文作者：肉肉
本文链接：https://blog.csdn.net/Arouroua/article/details/106093877
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bgp

• 边界网关协议（ Border Gateway Protocol，BGP）是互联网上一个核心的去中心化自治路由协议

• bgp本身就是一个多地址的协议簇（mp-bgp，多协议bgp）–地址族（ipv4）

• bgp刷新很慢，需要手工刷新，加快收敛

• AS，自治性系统域(16位的号码空间—>会扩展到32位)

1、bgp基本概述

bgp作用

• AS内部使用IGP来计算和发现路由，如OSPF，ISIS，RIP等。
• AS之间使用BGP来传递和控制路由。

bgp特点

• 更新可靠，在tcp --179运行
• 仅增量是、触发更新
• 定期提供存活消息以验证tcp连接性
• 丰富的度量标准（称为路径矢量或属性）
• 专门为大型互联网络设计
• 优于距离矢量

bgp的理由

• 大量路由需要承载，能容纳上万条

• 支持mpls\的应用，传递客户路由

• 策略能力强，可以很好的实现路由策略与数据控制

2、bgp邻居关系建立与配置

bgp邻居概述

• bgp speakers ：运行bgp的路由器

• bgp peers=bgp neighbor=bgp对等体\邻居

• 邻居关系建立在tcp连接基础上，因此邻居不一定需要直连，可以通过igp（keepalive，60s）或静态路由提供tcp连接的可靠性（区别于其他igp）

• 邻居必须手动指定，而非自动建立（区别于其他igp），所有的包都是单播

• 一台bgp路由器只能运行在一个as内（区别于其他igp）

邻居类型

• ibgp：内部bgp邻居，位于相同as
• ebgp：外部bgp邻居，位于不同as

bgp报文

• open：类似hello，只发一次，建立邻居关系
• keeplive：类似hello，维护邻居关系
• update:路由更新，包含属性
• notification：当检测到错误，发送后关闭bgp连接
• route-refresh：当路由策略发生变化时，触发请求邻居重新通告路由

bgp状态机

• idle：初始，路由器查找路由表，是否有到达邻居的路由
• connect：发起tcp连接，等待tcp连接完成
• active：tcp连接失败继续尝试tcp连接
• open sent：tcp连接成功，已发送open包
• open confirm：已收到对方正确的open包，如果没有收到就会进入active
• established：邻居建立完成，开始传递

活跃状态验证

active：路由器已经发送一个open包，正在等待响应

• 状态可能会在活跃与空闲之间不断循环
• 原因，邻居可能不知道如何返还到该路由器
  • 不存在只想bgp“打开”数据包源ip地址的路由
  • 邻居与错误的地址建立对等关系
  • 不存在路由器的邻居声明
  • as配置错误

邻居建立过程

bgp邻居建立的条件

• 邻居地址可达
• 自身配置中的邻居as号=邻居配置中的声明所在as号
• 数据包源ip=对方配置的邻居ip（这个源ip也叫更新源，也称作路由的下一跳ip）

bgp邻居建立配置命令

bgp 123  //声明所在as号（创建进程）
router-id  1.1.1.1   //和ospf一样，必须唯一
peer  12.0.0.2  asnumber   123  //配置邻居的ip地址和所在as号
display bgp   peer  //查看邻居

bgp邻居优化

• 建立EBGP邻居关系时，一般使用直连接口的IP地址；建立IBGP邻居关系时，一般使用Loopback接口的IP地址

router id 3.3.3.3
bgp 100
peer 10.1.35.5 as-number 300
peer 2.2.2.2 as-number 100
Peer 2.2.2.2 connect-interface loopback 0

• 使用环回口建立bgp邻居：为了增强稳定性，通常建议使用环回口来建立邻居

• 更新源：建立邻居和邻居所学习都的路由下一跳

• 多跳：ebgp邻居建立默认需要直连，因为TTL=1，如果非直连必须修改TTL(经过一个路由TTL会减一)

peer  x.x.x.x  connect-intterface   lo  1  //配置更新源
peer  xxxxx  ebgp-max-hop[2]  //配置TTL

• ebgp邻居建立一般采用直连接口建立邻居

bgp身份验证

• 会在所有包内运行

peer  2.2.2.2  password   cipher  xxx  //配置身份验证，md5形式

3、bgp路由生成方式

network

bgp xxx
network  xxxx  xxxx

import

bgp  xxx  
import-route xxx  route-policy import

4、bgp通告原则与路由处理

bgp数据库：

• 邻居表：bgp邻居名单

• bgp路由表（转发数据库）：列出从邻居那里多获取的所有路由及属性

• ip路由表：列出最佳路由

• adj-rib-in：邻居宣告给本地的未处理的路由信息库

• adj-rib-out：本地宣告给指定邻居的路由信息库

宣告原则

• 缺省情况下，bgp不发布任何本地路由
• 只有明确宣告的网络才会发送给邻居
• 宣告的网络必须精确地在路由表中找到
• 仅将自己最优的路由发布给邻居
• 通过EBGP获得的最优路由发布给所有BGP邻居
• 通过IBGP获得的最优路由不会发布给其他的IBGP邻居
• BGP与IGP同步

#
display  bgp   routing-table
#

路由信息处理

• IP路由表（IP_RIB）：全局路由信息库，包括所有的IP路由信息。

• BGP路由表（Local_RIB）：BGP路由信息库，包括本地BGP路由器选择的路由信息，邻居表，邻居清单列表

bgp防环：

as内（ibgp）：水平分割

• 从ibgp收到的更新不会发布给备份（ibgp封信只传一跳）

• ibgp邻居全互联 ：配置开销太大

• 路由反射器（route-reflector）

• 联盟（confederation）

as间（ebgp）：AS-PATH

• 经过路由器的as号=本地as 号，要丢弃
• 号码从近到远

5、bgp常用属性介绍

• 公认必遵：所有bgp都可以识别，必须存在update中
• 公认任意：所有bgp都可以识别，但不要求存在update中
• 可选过渡：不能被所有bgp路由识别，如果无法识别，可以传递给邻居
• 非可选过渡：不能被所有bgp路由识别，如果无法识别，则丢弃该属性

pre

• 私有属性
• 定义本地路由的优先级，本地有效
• 不传播给邻居
• 越大越优先

origin

• 起源属性
• 定义路由信息来源，标记一条路由是怎么样成为bgp路由的
• Origin的3种属性：
  • i表明BGP路由通过network命令注入；
  • e表明BGP路由是从EGP学来的，EGP协议在现网中很难见到，但可以通过路由策略将路由的Origin属性修改为e；
  • ? 即Incomplete表明BGP路由通过其它方式学到路由信息，如使用import命令引入的路由。
• 3种Origin属性的优先级为：i>e>Incomplete（？）。

AS_Path

• as路径属性

• 定义经过的s的序列，列出此路在传递过程中经过了那些as。可以防止环路，并用于路由的过滤和选择

• AS_Path的4种类型：

  • AS_Sequence
  • AS_Set
  • AS_Confed_Sequence
  • AS_Confed_Set

Next_hop

• bgp在给邻居传递路由是的下一跳=更新源

• ebgp间传递是会修改下一跳为自己的更新源

• 在ibgp传递第不会改自己的下一跳

• BGP路由器将本端始发路由发布给IBGP邻居时，会把该路由信息的Next_hop设为本端建立邻居关系所使用的接口IP。

• BGP路由器在向EBGP邻居发布路由时，会把路由信息的Next_hop设置为本端与对端建立BGP邻居关系的接口IP。

• BGP路由器在向IBGP邻居通告从EBGP学来的路由时，不改变该路由下一跳属性。

igbp间
#
peer  xxxx   next-hop-local //修改下一跳为自己的更新源
#

Local_Preference

• 本地优先级属性
• 用于在as内优选到达某一目的地路由。反映了bgp speaker 对每条bgp路由的偏好程度
• 越大越优
• Local_Pref属性仅在IBGP邻居之间有效，不通告给其他AS。它表明路由器的BGP优先级，值越大越优。
  Local_Pref属性用于判断流量离开AS时的最佳路由。当BGP路由器通过不同的IBGP邻居获得目的地址相同但下一跳不同的多条路由时，将优先选择Local_Pref属性值较高的路由，其默认值为100。

MED

• 当耨个as有多个入口时，可以用med属性来帮助其外部的as选择一个较好的入口路径

• 越小越优先

• MED（Multi-Exit-Discriminator）属性仅在相邻两个AS之间传递，收到此属性的AS不会再将其通告给任何其他第三方AS，用于判断流量进入AS时的最佳路由。

Community

• Community属性分为两类：一类是公认团体属性，另一类是扩展的团体属性。
• 公认团体属性分为4类：
  • Internet：缺省属性，所有路由都属于Internet，此属性的路由可以通告给所有BGP邻居；
  • No_Export：收到此属性的路由后，不将该路由发布到其他AS。如图，RTB上希望10.1.11.0/24的路由发布给AS 12之后，不再发布给其他AS，则可将10.1.11.0/24的Community属性设置为No_Export；
  • No_Advertise：收到此属性的路由后，不将该路由通告给任何其他的BGP邻居。如图，RTB上希望只将10.1.11.0/24的路由发布给RTC，并且不再通告给任何其他的BGP邻居，则可将10.1.11.0/24的Community属性设置为No_Advertise；
  • No_Export_Subconfed：在联盟中使用，这里不做介绍。
    扩展的团体属性用一组4字节为单位的列表来表示，路由器中扩展的团体属性格式为aa:nn或团体号：
    aa:nn中，aa通常为AS编号，nn是管理员定义的团体属性标识；
    团体号范围为0-4294967295，在RFC1997中，0-65535与4294901760-4294967295为预留值。

6、bgp选路原则

• BGP路由器将路由通告给邻居后，每个BGP邻居都会进行路由优选，路由选择有三种情况：

  • 该路由是到达目的地的唯一路由，直接优选。
  • 对到达同一目的地的多条路由，优选优先级最高的。

• 对到达同一目的地且具有相同优先级的多条路由，必须用更细的原则去选择一条最优的。一般来说，BGP计算路由优先

  级的规则如下：

  • 丢弃下一跳不可达的路由。
  • 优选Preference_Value值最高的路由（私有属性，仅本地有效）。
  • 优选本地优先级（Local_Preference）最高的路由。
    优选手动聚合>自动聚合>network>import>从对等体学到的。
  • 优选AS_Path短的路由。
  • 起源类型IGP>EGP>Incomplete。
  • 对于来自同一AS的路由，优选MED值小的。
  • 优选从EBGP学来的路由（EBGP>IBGP）。
  • 优选AS内部IGP的Metric最小的路由。
  • 优选Cluster_List最短的路由。
  • 优选Orginator_ID最小的路由。
  • 优选Router_ID最小的路由器发布的路由。
  • 优选具有较小IP地址的邻居学来的路由。

7、bgp路由聚合

静态聚合

• 静态路由汇总用network

#
ip   route-s  xxxx xxxx   null o
#
bgp  xx
net   xxxxx   xxxx
#

自动聚合

• 引入的igp，主类掩码的聚合
• 原先路由表上的最优路由不会被显示
• 自动聚合只对引入BGP的路由进行聚合，聚合到自然网段后发送给邻居

#
bgp  xx
summary  automaticl   //开自动，缺省关了
#

手动聚合

• 手动聚合对BGP本地路由表里存在的路由进行聚合，并且能指定聚合路由的掩码。
• 手动聚合>自动聚合
• 命令可选项
  • detail-supperssed：抑制明细
  • as-set：保留as-path属性，可以防环

#
bgp  xxx
  aggregate xxxx xxxx detail-suppressed 
   aggregate xxxx xxxx  as-path
#

8、实验演示

实验要求

1、所有设备配置基本的ip地址（略）

2、在AS12中配置igp

3、在AS间和AS内配置bgp，使得不同的AS间可以通信

r1
#
ospf  1   router-id  1.1.1.1
a 0
net  10.1.1.0   0.0.0.255
net  1.1.1.1   0.0.0.0
#
ip router-s  3.3.3.3   32    20.1.1.1 
#
bgp  12
route-id   1.1.1.1
peer   2.2.2.2  as  12
peer   2.2.2.2   con  loop  0
peer   3.3.3.3   as  3
peer    3.3.3.3   con   loop  0
#

r2
#
ospf  1  route-id  2.2.2.2
a  0
net   10.1.1.0  0.0.0.255
net   30.1.1.0   0.0.0.255
net    2.2.2.2   0.0.0.0
#
bgp  12
route-id    2.2.2.2
peer    1.1.1.1   as   12
peer    1.1.1.1   con  lo  0
peer   4.4.4.4   as   12
peer   4.4.4.4   con  lo   0
#

r3
#
bgp  3
route-id   3.3.3.3
peer    1.1.1.1   as   12
peer    1.1.1.1   con  lo  0
#

r4
#
ospf  1  route-id  4.4.4.4
a  0
net   30.1.1.0   0.0.0.255
net   4.4.4.4   0.0.0.0
#
bgp  12
route-id    4.4.4.4
peer    2.2.2.2  as   12
peer    2.2.2.2   con  lo  0
#

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