论剑BGP——初练神功（二）
论剑BGP
- 一、联盟
- 二、路由反射器
- 三、联盟和路由反射器比较
上期问题：逻辑全连接的方案弊端在于数量众多的IBGP连接难于管理，有什么办法可以缓解这个问题呢？有两个方案可以解决IBGP连接数量过多的问题：联盟（confederation）和路由反射器（Route Reflector）。本期我们就来详细解释下这两种方案。
一、联盟
让我们先来回忆一下，上期交换机碰到的难题：
如果采用逻辑全连接的方式，需要建立3个IBGP连接。这只是转接AS（这里为AS200）内只有3台设备的情况，事实上，转接AS内如果每增加一台设备，需要建立的IBGP连接数量将呈几何级数上升。
BGP联盟可以将AS分割为多个子自治系统，从而让大型转接AS变得更具管理性。被分割的AS本身将成为联盟，而分割后的子自治系统则成为成员自治系统。联盟之外的AS将整个联盟视为一个AS，看不见成员自治系统。由于成员自治系统对外界来说是隐而不见的，因而成员自治系统可以使用公有或私有AS号（建议采用私有AS号）。
联盟可以极大的降低IBGP连接的数量。在联盟中，只需要在成员自治系统内进行IBGP的全连接，而成员自治系统间使用一种特殊的EBGP连接，我们称之为联盟EBGP。下面看下具体配置。
如上图，我们将AS200分成2个成员AS：AS65535和AS65534。而对于R1和R5来说，他们看到的中间的转接AS仍然是AS200。下面截取了R3的一些关键配置：
R3：
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bgp 65535 /本机AS为成员AS号
confederation id 200 /联盟ID，外部路由器看来，连接AS仍然为200
confederation peer-as 65534 /说明本机连接了其他哪些成员AS
peer 10.0.12.1 as-number 65534 /和成员AS65534建立联盟EBGP连接
peer 10.0.23.1 as-number 65535 /和本成员AS内部设备建立IBGP连接
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ipv4-family unicast
undo synchronization
peer 10.0.12.1 enable
peer 10.0.23.1 enable
peer 10.0.23.1 next-hop-local /这个配置并不生效，详细会在下文提及。
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这样，整个AS200内，只需要建立一个IBGP连接和一个EBGP连接，就可以实现路由的传递和数据包的转发。
需要注意的是：联盟AS内仍然需要保证IGP的连通性，才能保证数据包的正确转发。
在联盟内部应遵守以下规则：
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- 联盟外部路由的NEXT-HOP在整个联盟中都是被保留的。
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- 被宣告到联盟之内的路由的MED属性在整个联盟中都被保留。
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- 路由的LOCAL_PREF属性在整个联盟中都被保留，而不仅仅是在为它们赋值的成员AS之内。
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- 在联盟内部需要将成员AS的AS号加入到AS_PATH列表中，但这些AS号不能被宣告到联盟之外。在默认情况下，成员AS号被列在AS_PATH中作为AS_PATH属性类型4，即AS_CONFED_SEQUENCE。如果在联盟中使用了手动聚合命令（aggregate）并配置了关键字as_set，那么位于聚合点之后的成员AS号将被列在AS_PATH中作为AS_PATH属性类型3，即AS_CONFED_SET.
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- AS_PATH中的联盟AS号用于实现环路避免功能，但是在联盟内部进行BGP路由选路过程中，选择最短AS_PATH时，不考虑这些联盟AS号。
上述规则的本质原因是整个联盟都被外界视为一个自治系统。对于规则2、3、4、5，将在后面说到AS_PATH属性和MED属性时，进行详细说明。本期我们通过一个具体例子说明规则1。仍旧以上面交换机的难题为例：
首先，我们在R1上通过Loopback1口发布一条路由：10.1.4.0/24，这条路由通过EBGP连接发送给R2时，NEXT-HOP为R1建立连接的接口地址10.0.14.4/24。正常来说，R2和R3建立的是EBGP连接，R2在将这条路由发送给R3时，会将这条路由的NEXT-HOP修改为自己和R3建立EBGP连接的接口地址10.0.12.1/24，但是我们发现并不是这样：
可以看到，R3上10.1.4.0/24路由的NEXT-HOP依然是10.0.14.4。这时，我们在R3上配置命令peer 10.0.23.1 next-hop-local。由于R3和R4之间是IBGP关系，正常来说配置了这条命令之后，R3在把该路由发送给R4时，会将NEXT-HOP设置为本设备接口地址。在R4上查看BGP路由发现，NEXT-HOP依然为10.0.14.4。
这就是由于外部路由的NEXT-HOP在联盟内部都是被保留的。这也解释了为什么我们之前说：联盟内部必须要保证IGP的连通性，如果联盟内部没有运行IGP，那么R4和R3上将没有到达10.0.14.0/24网段的路由，导致该BGP路由不生效。
接着我们在R5上也通过Loopback1接口引入一条路由10.1.5.0/24，并且在R4上配置命令peer 10.0.23.1 next-hop-local。查看R3上的BGP路由表：
可以看到，10.1.5.0/24这条路由的NEXT-HOP被修改为R4建立IBGP的接口地址10.0.23.1。这是因为，peer next-hop-local在仅仅在外部路由在联盟内部传递的情况下是不生效的。
二、路由反射器
下面是一个路由反射器的示例：
如图，左边组网内有5台设备，如果采用IBGP全连接方式，将会有众多连接需要管理，非常麻烦。上期我们说过，IBGP有一个防环机制，任何从IBGP收到的路由，都不会发给其IBGP对等体，这是为何我们要建立逻辑全连接的原罪。聪明的人们想到，能不能有条件的打破这个规则呢？
我们发现，对于左图，如果我们只允许任何一台设备转发从IBGP对等体收到的路由，都是不会产生路由环路的。于是，我们指定其中一台设备可以转发从IBGP对等体收到的路由，则其他设备只需要和该设备建立IBGP连接，就可以保证路由能够传递到所有的设备上。这就是路由反射器的思想。
根据右图，我们先介绍下路由反射器中的一些概念：
- 路由反射器RR（Route Reflector）：允许把从IBGP对等体学到的路由反射到其他IBGP对等体的BGP设备，类似OSPF网络中的DR。
- 客户机（Client）：与RR形成反射邻居关系的IBGP设备。在AS内部客户机只需要与RR直连。
- 非客户机（Non-Client）：既不是RR也不是客户机的IBGP设备。在AS内部所有非客户机与所有RR之间仍然必须建立全连接关系。
- 始发者（Originator）：在AS内部始发路由的设备。Originator_ID属性用于防止集群内产生路由环路。这点会在后面详细介绍。
- 集群（Cluster）：路由反射器及其客户机的集合。Cluster_List属性用于防止集群间产生路由环路。这点会在后面详细介绍。
RR向IBGP邻居发布路由规则如下：
- 从非客户机学到的路由，发布给所有客户机。
- 从客户机学到的路由，发布给所有非客户机和客户机（发起此路由的客户机除外）。
- 从EBGP对等体学到的路由，发布给所有的非客户机和客户机。
我们根据交换机的难题来看下路由反射器的配置。
如上图，R2、R3、R4任何一台作为RR都可以，本例我们用R3作为RR。R3的关键配置如下：
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bgp 200
peer 10.0.12.1 as-number 200
peer 10.0.23.1 as-number 200
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ipv4-family unicast
undo synchronization
reflector cluster-id 1 /配置cluster-id，缺省为设备router id，可选配置
peer 10.0.12.1 enable
peer 10.0.12.1 reflect-client /配置10.0.12.1为客户机
peer 10.0.23.1 enable
peer 10.0.23.1 reflect-client
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我们在R1上发布10.1.4.0/24这条路由，查看R4的路由表，发现R4已经收到这条路由，在R4上查看这条路由的详细信息：
这条路由的NEXT-HOP为10.0.23.2
这条路由的Cluster_list属性中，已经记录了0.0.0.1。集群使用AS内唯一的Cluster ID作为标识。为了防止集群间产生路由环路，路由反射器使用Cluster_List属性，记录路由经过的所有集群的Cluster ID。
- 一条路由第一次被RR反射的时候，RR会把本地Cluster ID添加到Cluster List的前面。如果没有Cluster_List属性，RR就创建一个。
- 当RR接收到一条更新路由时，RR会检查Cluster List。如果Cluster List中已经有本地Cluster ID，丢弃该路由；如果没有本地Cluster ID，将其加入Cluster List，然后反射该更新路由。
当AS内部存在多个集群时，可能会产生集群环路，当RR从其他集群收到Cluster_list中含有1的路由时，将其丢弃，从而防止了集群间的路由环路。
同样我们看到，这条路由的Originator已经被记录为10.0.1.1。这个ID是R2的Router ID。Originator_ID由RR产生，使用的Router ID的值标识AS内这条路由的始发者，这里，10.1.4.0/24这条路由在AS200内的始发者是R2。当RR收到这条路由时，会将R2的Router ID加在这条路由中作为Originator_ID属性。当设备接收到这条路由时，会比较Oringinator_ID和设备本身的Router ID，如果相同，则丢弃该路由。这样就防止了在集群内部的路由环路。
三、联盟和路由反射器比较
联盟和路由反射器都是在大规模自治系统中减少IBGP对等体数量的有效方法，和联盟相比，路由发射器有以下两个好处：
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- 联盟中的所有路由器都必须理解和支持联盟机制，而路由反射方案只需要路由反射器了解路由反射机制即可，客户路由器和RR之间只建立不同的IBGP连接。
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- 无论从所需的配置命令还是从拓扑结构的设计上说，路由反射器的实现都更加的简单。
如上面所述就是一个典型的例子，通过路由反射器，只需要在R3上增加一条配置命令，即可解决问题。但是如果希望用各种EBGP机制来管理大规模AS，那么联邦将是一个更优的解决方案。
当然，在某些场景下，联盟和路由反射器同时使用将更加事半功倍。一个简单的例子：
