BGP----边界网关路协议

目录

一,BGP相关的特点

二、BGP特点:

三、BGP数据包    

四、BGP的工作过程

五、名词

六、BGP的路由黑洞问题

七、BGP的防环机制 –水平分割

八、BGP的基本配置:

1.直连的EBGP邻居关系建立

2.IBGP邻居关系建立

3.EBGP邻居间存在多条物理链路时,也建议使用环回接口地址来建立

4.BGP的宣告


一,BGP相关的特点

    BGP属于无类别的路径矢量协议;EGP协议中最流行的技术,工作在AS之间;

动态路由协议分类:

EGP—外部网关路由协议-BGP  EGP       

IGP---内部网关路由协议-RIP OSPF EIGRP   

IGP追求:收敛快,资源少,选路佳(无环)

EGP追求:高可控性----干涉能力很强,因为BGP不计算  路由,它只是搬运路由,配置命令                                         种类多

                  高可靠性-----仅触发无周期,增量更新协议,基于TCP工作,TCP仅支持单播  因                                         为BGP还支持非直连建邻  单播需要IP可达依赖IGP    BGP承                                           载于IGP之上   

                  AS-BY-AS-----以一个AS为一跳

AS—自治系统   全球网络—范围、管理域   

AS号 – 标准  16位二进制构成  0-65535     其中1-64511公有   64512-65535私有

             扩展  32位二进制构成

BGP协议本身不产生路由,而是转发本地路由表中来自其他协议生成的路由条目

AS之间正常存在大量的BGP邻居关系,且BGP协议不会计算最佳路径;因此在BGP协议中管理员需要进行策略来干涉选路;

二、BGP特点:

  1. 无类别路径矢量 -----距离矢量的升级版---AS--BY--AS
  2. 使用单播更新来发送所有信息;基于TCP 179端口工作
  3. 增量更新--仅触发无周期
  4. 具有丰富的属性来取代IGP中度量进行选路----多个参数控制协议
  5. 可以在进项和出项对流量实施强大的策略--可控性
  6. 默认不被用于负载均衡-----通过各种选路规则仅仅产生一条最佳路径
  7. BGP支持认证和聚合(汇总)

三、BGP数据包    

基于TCP179端口工作;故BGP协议中所有的数据包均需要在TCP会话建立后,基于TCP的会话来进行传输及可靠性的保障;

首先通过TCP的三次握手来寻找到邻居

Open         建邻         仅负责邻居关系的建立,正常进收发一次即可;携带route-id

Keeplive    保活          周期1min查询邻居关系是否存在;实际保活TCP会话;hold time 默认3min

Update      更新          携带路由条目     目标网络号+各种属性

Notification  报错      出现错误数据时收发;

四、BGP的工作过程

1、IP地址可达后,管理员手工告知邻居ip地址,配置完成后,邻居间自动单播TCP三次握手,目标端口179,建立TCP的会话;之后所有的BGP协议数据包基于该会话进行传输;

会话建立后,邻居间正常收发一次open报文建立BGP的邻居关系,生成邻居表

BGP协议的open报文中将携带本地的RID—生成方式和OSPF一致;仅需要本地及本地所有邻居唯一即可;

邻居关系建立后,默认每1min,使用keeplive周期保活邻居关系(周期保活TCP会话)

2、邻居关系建立后,管理员选择性将本地路由表中通过任意来源获取的路由条目,向BGP协议中进行宣告;使用updata数据包进行邻居间路由共享;之后生成BGP;--- 装载本地发出及接收到的所有路由条目;

默认将最优路径加载于路由表中(最优-仅仅基于BGP的选路规则,不一定为最佳路径;BGP默认不支持负载均衡

3、收敛完成,仅keeplive周期保活即可;

4、若出现错误信息,邻居间将使用Notification报文进行报错操作

5、结构突变

1)新增  --- 本地使用updata向本地所有邻居告知,前提该路由不被已经发出的汇总路由包含

2)断开  --- 本地使用updata向本地所有邻居告知,前提该路由不被已经发出的汇总路由包含

                   只有到聚合条目中包含的所有明细路由均在本地失效,才告知邻居删除汇总条目

3)无法沟通 --- hold time为3min,连续3次未收到邻居的keeplive;断开邻居关系、TCP会话,删除从该邻居处学习到的所有路由;

五、名词

邻居--------------------直连  因为BGP协议中存在非直连邻居的需求,故BGP邻居称为毗邻关系;

EBGP邻居关系 ----  外部BGP邻居关系,建邻的两台设备处于不同的AS中

IBGP邻居关系  ---- 内部BGP邻居关系,建邻的两台设备处于相同的AS中

BGP协议中的建邻,与宣告路由分开的

在任何一台BGP路由上,均可宣告本地路由表中通过任何形式获取的路由条目,将其共享给BGP邻居

六、BGP的路由黑洞问题

控制层面可达,数据层面不可达;路由条目在BGP邻居间通过单播传输;可以跳过未运行BGP协议的路由器;显示路由可达,但数据层面访问流量必须经过这些没有运行BGP协议的路由器,实际无法通过

非直连建邻到达控制层面路由条目可传递,递归计算路由可达;

  1. 物理、逻辑拓扑全连 --  物理链路直连(远)、或者(网路卡)
  2. 邻居关系全连 – 网络中所有设备运行BGP (费用太高)
  3. BGP重发布到IGP(LAB)(路由条目太多)
  4. MPLS 多协议标签交换--- 推荐做法

七、BGP的防环机制 –水平分割

1、EBGP水平分割—解决EBGP环路;

依赖了BGP路由条目中的一种属性来进行防环;AS-PASH路径属性;

BGP协议在传递路由条目的过程中,将记录所有经过的AS的编号

EBGP水平分割—接收到的路由条目中,若存在本地的AS号将拒绝该条目进入

2、IBGP水平分割解决IBGP环路由中的一种机制

本地从一个IBGP邻居处学习到的路由条目,不得传递给本地的其他IBGP邻居;

AS-BY-AS在一个AS内部条目传递的过程中,默认不会修改任何的属性;

由于BGP可以非直连建立邻居关系,故在一个AS内部,可以通过与多台运行BGP协议的路由器建立BGP邻居关系,来稳定关系网络;因此在一个AS内部运行BGP协议的设备,正常均存在EBGP邻居(均同时连接其他AS)

在IBGP水平分割的限制下,虽然避免了IBGP的环路产生,但同时也使得AS内部为了能够传递路由条目,必须两两间建立IBGP邻居关系,邻居关系成指数上升,配置量巨大;

后期可以依赖打破水平分割的机制来解决---联邦、路由反射器

、BGP的基本配置:

BGP----边界网关路协议_第1张图片

BGP邻居关系建立,与路由条目宣告是分开的配置的

1.直连的EBGP邻居关系建立

[r1]bgp 1   启动BGP协议,启动时需要键入AS号;没有多进程概念

[r1-bgp]router-id 1.1.1.1   建议配置RID;若不配置将自动生成—规则同OSPF相同

[r1-bgp]peer  12.1.1.2 as-number 2  对端IP地址,及对端所在的AS编号

2.IBGP邻居关系建立

        在一个AS内部,拓扑正常较为负载;建议使用环回接口地址作为源、目标ip地址;存在备份链路,同时可以多条物理链路传递;

[r2]bgp 2

[r2-bgp]peer  3.3.3.3 as-number 2

           对端环回接口ip地址,及对端所在AS号

切记:一旦使用环回接口建立BGP的邻居关系;必须将源地址也修改为环回接口

[r2-bgp]peer  3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0

3.EBGP邻居间存在多条物理链路时,也建议使用环回接口地址来建立

{1}IP可达,建议静态路由

{2}正常环回做为源、目ip地址建立邻居关系

{3}默认IBGP邻居间数据包的TTL值为255,EBGP邻居间TTL为1;故一旦使用环回建立ebgp邻居关系,必须修改TTL值,否则无法建立

[r4-bgp]peer  5.5.5.5 ebgp-max-hop 2

当建邻配置完成后,邻居间通过三次握手,建立TCP的会话

[r2]display tcp status

当TCP会话建立后,邻居间BGP协议将正常收发一次open报文,建立BGP邻居关系;生成邻居表

[r2]display  bgp peer

 BGP local router ID : 2.2.2.2

 Local AS number : 2

 Total number of peers : 1                Peers in established state : 1

  Peer            V  AS  MsgRcvd  MsgSent  OutQ  Up/Down  State PrefRcv

 12.1.1.1         4    1        8        8     0    00:06:36  Established  0

表格最后的数值,标识本地从该邻居处学习到的路由条目的数量

4.BGP的宣告

        运行BGP协议的路由可以宣告本地路由表中通过任何协议获取到的路由条目—静态、IGP、直连; 而本地通过BGP协议学习到的路由,只要在本地依然优秀,将继续将本地的其他BGP邻居传输;

注意:宣告时,宣告的条目必须同本地路由表中的记录完全一致

[r1-bgp]network 1.1.1.0 24

一旦进行宣告配置,条目将加载于本地的BGP中;--装载本地发出及接收到的所有路由信息

[r1]display  bgp routing-table 查看BGP表

 BGP Local router ID is 1.1.1.1

 Status codes: * - valid, > - best, d - damped,

               h - history,  i - internal, s - suppressed, S - Stale

               Origin : i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

 Total Number of Routes: 1

      Network            NextHop        MED        LocPrf    PrefVal Path/Ogn

 *>   1.1.1.0/24            0.0.0.0          0                       0        i

状态  目标网络号                        属性

状态-- * 可用 > 优秀  *>同时存在—可以加表(路由表)   可以传递(传递给

本地的其他BGP邻居)

状态处若出现i代表该条目是本地通过IBGP邻居学习到的

优秀的条件:1、同步问题(默认不关注) 2、下一跳可达        

        基于AS-BY-AS规则,条目在一个AS内部传递时将不修改条目属性;导致通过IBGP邻居学习到的BGP路由可能出现下一跳不可达;导致条目不优;

[r2-bgp]peer  3.3.3.3 next-hop-local  

将BGP路由传递给本地的邻居3.3.3.3时修改下一跳地址为本地与3.3.3.3建立邻居关系的源ip地址

当路由条目传递给本地的EBGP邻居时,属性将自动发生变化,包括下一跳地址;

备注:在BGP协议中,若通过本地传递过来的路由条目,与本地路由表中已经存在且用于建立BGP邻居关系的路由相同时,该条目将不能优秀 

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