BGP总结

前言

我们从动态路由协议的应用范围可以分为IGP（内部网关协议）和EGP（外部网关协议）。

IGP协议追求：

1. 无环（选路佳）
2. 收敛快
3. 占用资源少

EGP协议的追求

1. 可控性强（管理员可以方便进行策略干涉选路）
2. 可靠性
3. AS-BY-AS  以一个AS为一跳

需要可靠性的原因：BGP协议设备间需要交互大量的路由条目，但又不能选择周期更新来占用链路资源，故只能进行触发更新。BGP协议工作环境中为节约成本，必然出现非直连需要建立邻居关系—单播邻居

保证可靠性的机制：基于TCP工作 ，三次握手四次断开 4种可靠传输机制 --  TCP只能基于单播工作，单播—需要IP可达—依赖IGP                                           ---->BGP承载于IGP之上   

简介

BGP（Border Gateway Protocol）边界网关协议属于无类别的路径矢量协议，是EGP协议中最流行的技术，工作在AS之间。

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。

AS（Autonomous System）----自治系统：
AS是在单一技术管理体系下由唯一自治系统号标识的多个路由器的集合，是具有（同种或多种）路由协议策略的巨型网络或网络群组。通常情况下，每个 AS 由单个大型组织（如：Internet 服务提供商 (ISP)、公司、大学或政府机构）运营；其中，每个 ISP 下可以掌管多个 AS。

BGP特点：

1. 无类别路径矢量（距离矢量的升级版，以AS--BY--AS为一跳）
2. 使用单播更新来发送所有信息，基于TCP和179端口工作
3. 增量更新，仅只有触发更新，没有周期更新
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（可控性强）
6. 默认不被用于负载均衡，即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）

BGP数据包类型

BGP数据包	作用
Open	仅负责邻居关系的建立，正常进收发一次即可，包中携带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	携带路由条目（目标网络号+各种属性）
Notification	出现错误数据时收发该数据包

BGP工作过程

第一步：在配置完成后，邻居间进行单播TCP三次握手，以目标端口179建立TCP的会话。此后所有的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。

open报文中将携带本地的RID（其生成方式和OSPF一致且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）

第二步：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表（装载着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）

第三步：收敛完成，仅keeplive周期保活即可

第四步：若出现错误信息，邻居间将使用Notification报文进行报错操作

第五步：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聚合路由包含

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

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

BGP中的关系

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的路由黑洞问题

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；

而实际数据层面流量在经过没有运行BGP协议的路由器时无法通过，最终有去无回

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

BGP的防环机制

1、EBGP水平分割—解决EBGP环路

EBGP水平分割：依赖于BGP路由条目中的AS-PASH路径属性来进行防环，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；路由器在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。

IBGP水平分割产生的问题：

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

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）

BGP的基本配置

BGP邻居关系建立与路由条目宣告是分开的配置的

邻居关系的建立

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

注意：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

2、IBGP邻居关系建立

在一个AS内部，拓扑正常较为复杂；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

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

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

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

IP可达，建议静态路由

正常环回做为源、目ip地址建立邻居关系

当建邻配置完成后，邻居间通过三次握手，建立TCP的会话

BGP中常用的查看命令

[r2]display tcp status  查看TCP情况
[r2]display  bgp peer   查看BGP邻居
[r1]display  bgp routing-table 查看BGP表

BGP的宣告

运行BGP协议的路由器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，将继续将向本地的其他BGP邻居传输。

[r1-bgp]network 1.1.1.0 24

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

[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；

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

状态

1.  * 可用     
2. >  优秀      
3. *>同时存在，表示可以加表（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

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。

BGP的宣告问题

1. 在BGP协议中每台运行BGP的设备上可以宣告本地直连路由
2. 在BGP协议中运行BGP协议的设备还可以宣告通过IGP学习到的并且未运行BGP协议设备产生的路由

在BGP协议中宣告本地路由表中路由条目时，将携带本地到达这些目标的IGP度量值，传递到BGP邻居处，其他AS设备便于选择离目标最近的EBGP邻居；

若一台BGP设备，通过IBGP邻居学习到一条路由，存在度量值。同时本地需要将这些路由传输给本地其他的EBGP邻居时，只能将度量取消，按0进行传输，导致选路参考值不优；

故，建议在一个AS中若需要BGP设备宣告某条路由，那么该AS内所有运行BGP协议的设备均宣告，便于其他AS的BGP设备判断自己的EBGP邻居，哪台离目标更近；

BGP的自动汇总问题

当代的路由器设备，默认关闭了BGP的自动汇总功能。自动汇总规则与正常BGP协议邻居共享的路由，或在BGP协议通过network宣告命令产生的路由条目无关，仅针对从IGP重发布到BGP的路由条目

BGP中的宣告可以理解为是逐条的重发布IGP路由到BGP

BGP中将IGP重发布到BGP，可以理解为是批量的将IGP路由宣告到BGP 协议

但两种操作产生的路由条目其起源属性不同，宣告优于重发布

在开启了自动汇总的前提下，重发布进入的路由将不携带子网掩码，按主类掩码进入；不携带本地到达目标的度量值，度量为0。若关闭自动汇总，进入路由将正常携带掩码，且携带度量；此时和宣告路由仅起源属性不同。故建议不要开启自动汇总；

既然在一个AS中建议所有运行BGP协议的设备均宣告相同路由，那么若进行重发布配置，也建议所有运行BGP协议的设备均进行重发布

BGP扩展配置

BGP的认证

邻居间进行身份核实的方法；

[r1-bgp]peer  12.1.1.2 password cipher 123456   

邻居间需要秘钥一致，传递出去的秘钥必然被加密

BGP的聚合（汇总）

宣告特征：本地路由表中任何方式产生的路由均可被BGP宣告

标准的BGP聚合配置：

1. 先逐条宣告所有的明细路由
2. 再在更新源路由上进行聚合配置，自动产生空接口防环路由

[r5-bgp]aggregate 100.100.0.0 22   此时聚合与所有明细条目均传递

[r5-bgp]aggregate 100.100.0.0 22 detail-suppressed 仅传递聚合条目，所有明细路由被抑制

非标准汇总思路：

利用了BGP的宣告的特征来简化了汇总配置量，不逐条宣告明细路由，仅在更新源BGP设备上配置一条到达聚合地址的空接口防环路由，然后将其宣告到BGP协议中

在实际工程中，由于AS之间一定存在大量的EBGP邻居关系；因此仅汇总不一定能做到优选路径，必须在传递聚合条目的同时，再传递部分的明细路由来进行选路控制

以上的汇总配置完成后，若还需要同时传输部分明细路由，再逐一宣告需要传递的明细路由即可。若需要在传递聚合条目的同时，再传递部分的明细路由；需要进行路径传递干涉策略；

路由传递干涉策略

抑制列表

先让设备将所有路由传递出去,再调用抑制策略

[r5]ip ip-prefix a permit 100.100.1.0 24

[r5]route-policy a permit node 10

[r5-route-policy]if-match ip-prefix a

[r5]bgp 3

[r5-bgp]aggregate 100.100.0.0 22 suppress-policy a

被抑制调用时，表中允许的流量最终反而被抑制传输

Route-map  

在BGP中将route-map当分发列表用

[r5]ip ip-prefix b permit 100.100.1.0 24      

[r5]route-policy b deny node 10

[r5-route-policy]if-match ip-prefix b

[r5-route-policy]q

[r5]route-policy b permit node 20

[r5-route-policy]q

[r5]bgp 3

[r5-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy b ?

  export  Specify export policy  控制层面的出项

  import  Specify import policy  控制层面的入向

[r5-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy b export

分发列表

[r5]ip ip-prefix c deny 100.100.1.0 24

[r5]ip ip-prefix c permit 0.0.0.0 0 le 32

[r5]bgp 3

[r5-bgp]filter-policy ip-prefix c export(控制层面方向)

前缀列表

BGP协议中可以直接将前缀列表作为分发列表调用

[r5]ip ip-prefix d deny 100.100.1.0 24

[r5]ip ip-prefix d permit 0.0.0.0 0 le 32

[r5]bgp 3

[r5-bgp]peer  4.4.4.4 ip-prefix d export

有条件的打破IBGP水平分割

在一个AS中一台设备运行了BGP协议，那么正常应该都连接了其他的AS，存在EBGP邻居关系；又由于IBGP的水平分割规则，导致从外部学习到的路由传递给本地AS时，需要和本AS中所有运行BGP协议的设备逐一建立IBGP邻居关系；----两两间均为IBGP邻居关系，建立数量成指数上升；

所谓有条件的打破，是指在保障无环的前提下消除IBGP水平分割机制；--AS-BY-AY

【1】路由反射器    

角色：RR反射器   客户端  非客户端

无论客户端还是非客户端都必须是RR的IBGP邻居； 由RR作为中心点与多个客户端、非客户端构成一个簇（组）；在一个簇内存在一台RR和至少一台客户端；也可以一台RR和多个客户端、多个非客户端；或者一个RR与多个客户端，没有非客户端；

反射规则：不优路由不能被传递，自然也不能被反射；

1. RR从一个EBGP邻居处学习到的路由，可以传输给客户端、非客户端，已经本地的其他EBGP邻居；
2. RR从一个客户端学习到的路由，可以传递给本地其他的客户端、非客户端、其他的EBGP邻居；
3. RR从一个非客户端学习到的路由，可以传递给本地的其他客户端、EBGP邻居；不能传递给其他的非客户端；

[r3-bgp]peer 2.2.2.2 reflect-client     
邻居2.2.2.2成为本地的客户端，同时本地成为RR

【2】联邦

将一个AS，逻辑的分为多个小AS；对外依然遵循大AS号传递规则；

但小AS间为联邦内的EBGP邻居关系，可以像EBGP关系一样传递路由，但默认不对属性进行修改；  

1. 所有操作基于小AS号进行；
2. AS内所有设备需要定义自己所在的大AS号
3. 小AS间的BGP设备需要告知对端的小AS号

[r3]bgp 64512

[r3-bgp]router-id 3.3.3.3

[r3-bgp]confederation id 2   申明本地的大AS号

[r3-bgp]confederation peer-as 64513  告知本地直连的其他小AS号，若没有直连到其他小

AS不用配置

[r3-bgp]peer  2.2.2.2 as-number 64512

[r3-bgp]peer  2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0

[r3-bgp]peer  4.4.4.4 as-number 64513

[r3-bgp]peer  4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0

[r3-bgp]peer  4.4.4.4 ebgp-max-hop

注：在实际工程中，反射器与联邦技术协同工作在一个网络拓扑中；

BGP在MA网络中下一跳问题：

图中1、2、3在一个MA网段，但不在同一AS；正常R1从R2学习到的R4的路由，下一跳自动显示为R3（最佳路径）

原理：

1. R1/2/3必须使用MA网段的物理接口建立邻居关系
2. ICMP重定向开启（默认开启）  --- 一台路由器在转发一个流量时，发现流量在本地的入口和查询完路由表的出口为同一接口时，将告知上一跳设备本地的下一跳地址；帮助上一跳设备找到最佳的下一跳地址；

在BGP中仅查看某个邻居发送或接收到BGP路由

[r1]display  bgp routing-table peer 10.1.1.2 received-routes 仅查看本地从邻居10.1.1.2接收到BGP路由

[r1]display  bgp routing-table peer 10.1.1.2 advertised-routes仅查看本地发送给邻居10.1.1.2的BGP路由

[r2-bgp]peer  172.16.1.3 next-hop-local  该命令表面上意思为本地将路由传递给邻居172.16.1.3时，修改BGP条目中下一跳地址为本地R2的ip地址；

但实际仅针对R2从本地的EBGP邻居学习到的路由传递给172.16.1.3才修改；本地从其他IBGP邻居处学习到的所有路由再传递给172.16.1.3这个IBGP邻居时不修改下一跳地址；

意义在于，IBGP邻居间传递路由在一个AS内部，若贸然修改属性，极易出现环回--维持AS-BY-AS特性

BGP的基础属性                  

1、PrefVal（优先级）   

传播范围：不传播                   

默认值：0-65535                  

大/小优：大

该属性为私有属性（华为）

[r3]bgp 2

[r3-bgp]peer  4.4.4.4 preferred-value 1   

本地所有通过4.4.4.4邻居学习到的BGP路由，优先级全部修改为1；

负载分担：访问不同目标时，让路由器选择不同的路径；起到所有路径被使用效果；

路由策略来实现—在BGP路由控制层面传递的过程中，抓取路由修改属性

[r3]ip ip-prefix p permit 1.1.1.0 24   抓住网络号

[r3]route-policy p permit node 10    定制策略

[r3-route-policy]if-match ip-prefix p    匹配流量

[r3-route-policy] apply preferred-value 1   修改优先级属性

[r3-route-policy]q

[r3]route-policy p permit node 20    由于路由策略存在分发列表的功能，必须考虑空表

[r3-route-policy]q

[r3]bgp 2

[r3-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy p import   和邻居传递路由的控制层面方向调用；

优先级不传播的特性，只能在本地的入方向调用

2、LocPrf 本地优先级   

传播范围：整个AS内部-IBGP邻居间     

默认值：100（0-255）          

大/小 优：大

用于干涉IBGP邻居关系下选路最常用属性；

[r4-bgp]default local-preference 1   本地传递路由给本地所有IBGP邻居时，修改属性为1；

负载分担：

[r3]ip ip-prefix l permit 1.1.1.0 24

[r3]route-policy l permit node 10      

[r3-route-policy]apply local-preference 101

[r3-route-policy]if-match ip-prefix l

[r3-route-policy]q

[r3]route-policy l permit node 20

[r3-route-policy]q

[r3]bgp 2

[r3-bgp]peer  4.4.4.4 route-policy l import    可以在IBGP邻居关系间的出或入方向调用

3、优先本地下一跳      

本地在bgp协议中宣告本地路由表中的IGP路由时，在本地的BGP表中下一跳地址为0.0.0.0；

而通过BGP从其他邻居处学习到的路由，下一跳地址正常不为0.0.0.0；本地优选0.0.0.0的路由传递给本地的其他BGP邻居；

4、AS-PATH

记录条目经过的所有AS编号   

注意AS号的添加，一定是在EBGP邻居间进行的；   

优选经过的AS号数量最少的路径；同时该属性用于EBGP水平分割，接收到路由条目中若存在本地的AS号将拒绝接收；

可以人为的在EBGP邻居关系间，增加AS号的数量来干涉选路；修改A路径，优选B路径；

因为人为操作只能添加，不能减少；

可以干涉到EBGP关系/IBGP关系选路，但只能在EBGP关系设备间配置；

ip ip-prefix as index 10 permit 1.1.1.0 24

route-policy as permit node 10

 if-match ip-prefix as

 apply as-path 3 4 5 additive

#

route-policy as permit node 20

bgp 2

peer 12.1.1.1 route-policy as import

出向调用为  x 3 4 5   X代表实际经过过的AS

入向调用为  3 4 5 X   X代表实际经过过的AS

新增AS号处于列表的最左端；

注：以上配置方式，若网络后端真实存在AS3/4/5.那么由于EBGP水平分割，将导致这些路由无法被学习；

解决方案：重复添加实际已经经过的AS编号来增加数量

[r2-route-policy]apply  as-path  1 1 1 additive

5、起源属性

该条目的来源—通过什么方法进入到BGP协议的

BGP宣告本地路由表中路由                     i   

将本地路由表中IGP路由重发布到BGP协议      ？

将本地路由表中EGP路由重发布到BGP协议      e

规则 i优于e优于？

[r3]ip ip-prefix o permit 1.1.1.0 24

[r3]route-policy o permit node 10

[r3-route-policy]if-match  ip-prefix o

[r3-route-policy]apply origin egp 2    编写对端设备的AS号

[r3-route-policy]q

[r3]route-policy o permit node 20

[r3-route-policy]q

[r3]bgp 2

[r3-bgp]peer  2.2.2.2 route-policy o import

控制层面流量的入或出接口调用均可；

6、MED多出口鉴别属性    

BGP协议默认没有度量值，没有cost；所谓的MED就是人为的在路由条目中编写一个cost数值，干涉选路；

可用于干涉EBGP/IBGP关系下的选路；最常用于干涉EBGP关系选路；

常常用于AS1干涉AS2对AS1的选路；

ping -r -a 1.1.1.1 3.3.3.3

[r1]ip ip-prefix med permit 1.1.1.0 24

[r1]route-policy med permit node 10

[r1-route-policy]if-match ip-prefix med

[r1-route-policy]apply cost 2

[r1-route-policy]q

[r1]route-policy med permit node 20

[r1-route-policy]q

[r1]bgp 1

[r1-bgp]peer  12.1.1.2 route-policy med export

BGP选路规则

比较前提，多条BGP路由目标相同，且均可优(下一跳可达、同步关闭)，具有相同的优先级（管理距离）

优选Preference_Value值最高的路由（私有属性，仅本地有效）

不传递  权限最高属性    可以干涉EBGP/IBGP选路

优选本地优先级（Local_Preference）最高的路由

IBGP邻居关系间传递    只能，最常干涉IBGP关系的选路

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。

EBGP/IBGP关系均可被干涉，但只能在EBGP邻居间修改；

起源类型IGP>EGP>Incomplete。

起源属性 i优于e优于？； 可在控制层面任意接口修改；

对于来自同一AS的路由，优选MED值小的。

默认为0，宣告或重发布（关闭自动汇总）路由时携带本地到达目标的cost

最常用于干涉EBGP选路的属性

1. 优选从EBGP学来的路由（EBGP>IBGP）。
2. 优选AS内部IGP的Metric最小的路由。
3. 优选Cluster_List最短的路由。
4. 优选Orginator_ID最小的路由。
5. 优选Router_ID最小的路由器发布的路由。
6. 优选具有较小IP地址的邻居学来的路由。

BGP的社团属性

为BGP的扩展属性，默认大多数厂商的产品在BGP协议中不携带社团属性

例：控制传播范围的社团属性

[r1]route-policy com permit node 10

[r1-route-policy]apply community no-advertise  针对所有的流量修改属性

[r1]bgp 1

[r1-bgp]peer 12.1.1.2 route-policy com export

默认华为设备也不传递社团属性，故使用社团属性时，必须定义传递性  

[r1-bgp]peer 12.1.1.2 advertise-community   逐跳行为，每台设备均需开启传递性

no-advertise  接收到的条目中若存在该社团属性，将不再传递该路由

no-export   接收到的条目若存在该社团属性，将不传递给下一个AS

no-export-subconfed  接收到的条目若存在该社团属性，将不传递给下一个小AS

若网络没有小AS，仅存在大AS时no-export和no-export-subconfed作用一致

[r1-bgp]load-balancing as-path-ignore  BGP协议开启负载均衡，仅针对EBGP路由有效

条件为均衡的这些路径，其对端一定为同一个AS；且在BGP表中仅显示优最佳；但路由表中出现负载均衡现象；

Nex-hop-locai 仅针对本地通过外部AS--EBGP邻居学习到的路由条目才修改下一跳为本地；

联邦内的EBGP关系,传递的路由其属性遵循IGBP关系；传递性遵循EBGP关系；