论剑BGP4--略有小成（一）

自解决了路由黑洞的问题之后，交换机带着师弟师妹们日夜苦练BGP阵法。要知路由老祖所授阵法虽只一图，其中却是千变万化，有时虽是极细微的变化，也需要调整行功方法，否则阵法运转便要滞涩。
这一日，路由老祖来到门下弟子练功处，只见交换机与S97和S77六掌相接，正练习阵法其中一变。路由老祖驻足观望良久，却见交换机面色愈发凝重，额头汗流如雨，未几，身体竟已微微颤抖，再看S97和S77亦是如此。老祖惊觉不妙，身形一晃，已至交换机身侧，出掌按住交换机头额正中，主血脉流行之心经大穴。原来交换机行功不慎，内息业已紊乱，难以控制，若非老祖出手相助，此刻恐已走火入魔。交换机只觉一股热力直通心脉，他本身本已疲乏脱力，得老祖内力相助，方渡过难关。

交换机拜倒老祖身前道：“多谢师父相助。”
老祖摆摆手，问道：“方才为何如此？”

交换机回道：“弟子也不甚明白，方才弟子和S97、S77正演练那BGP阵法其中一变。哪知运功还未多久，就觉得真气忽然变得枯涩起来，难以运转，初时还能已内力硬撑，越是往后，这压力却是越来越大，有如千斤重担压在身上，若非师父及时出手相助，弟子们恐怕已走火入魔了。以弟子的内功修为，应不至有内力不足无法修习的问题，其中缘故，还请师父指点。”
交换机还未说完，老祖已然明了，以手指在地上画出一图：“你们练得是这一变吧？”
图甚简单，如下：

老祖道：“以你的描述来看，为师认为应该是遇到了路由环路的问题。路由环路是每一个路由协议必须考虑的问题，而BGP是距离矢量协议，其防环机制你们考虑过么？”

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题外话：这里给大家简单介绍一下BGP的两种防环机制。
EBGP的路由环路：
首先我们来看一下EBGP的路由环路是怎么形成的，如上图所示：三个AS通过3台设备两两建立EBGP进行连接。假设在AS100中有一条路由192.168.16.0/24，S97把该路由通告给了交换机，交换机又通告给了S77，S77又重新通告给了S97。这时候如果由于某种原因，AS100中192.168.16.0/24这条路由消失了，而与此同时，S97又从S77那里学习到了192.168.16.0/24这条路由，路由环路就产生了。这时，S97上，192.168.16.0/24这条路由的下一跳是S77；S77上192.168.16.0/24这条路由的下一跳是交换机；而交换机上，192.168.16.0/24这条路由的下一跳是S97。
那如何防止这种现象的发生呢？我们可以像一下，这种情况发生的根本原因，其实就是192.168.16.0/24这条路由的起源和经过的AS是不明确的。如果我们给192.168.16.0/24这条路由在传递时附加一些数值，这些数值反应了这条路由经过的每一个AS，这样就不会有路由环路的发生了。例如：

在S97将192.168.16.0/24这条路由发给交换机的时候，给这条路由附加一个数值100，代表这条路由是从AS100中发出，交换机在将这条路由发给S77时，在100后面在加上一个数值200，代表这条路由又经过了AS200。最后，S77将这条路由发送给S97时，再增加一个数值300。这样当S97接收到这条路由时，检查一下附加在这条路由的数值，发现含有数值100，则代表这条路由曾经经过自己这里，则不接收该路由。这样，EBGP的路由环路问题就解决了。
IBGP的路由环路：
IBGP路由环路产生的原因和EBGP类似，但是由于IBGP是在AS内部建立的BGP关系，所以无法通过记录路由经过的AS号来进行防环。对于IBGP，协议采用了类似RIP的水平分割的机制，我们称之为IBGP的水平分割，其内容为：从IBGP对等体接收到的路由不会通告给其他的IBGP邻居。

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如图，R1、R2、R3、R4之间建立IBGP连接（R1和R4未建立IBGP关系），R1将192.168.16.0/24这条路由发给R2和R4，R2和R4不会将这条路由再发给R3，于是就防止了路由环路。
这种情况下，R3就完全接收不到R1传过来的路由。所以必须在4台路由器之间建立IBGP的全连接的关系，R3才能从R1处直接获取到路由。

路由老祖将这前因后果说与交换机，交换机方才明白，怪不得之前自己这边发出的流量越多，压力越大，直至后来完全无法支撑，原来并非神功不灵，而是运功方式不得其法。

路由老祖道：“BGP神功千变万化，万不可拘泥于你之前修炼IGP所用方法。在修炼BGP神功时，你要牢记“属性”二字。这二字说来简单，其中所包含义绝非一时所能理解，你以后修炼中慢慢领悟，待你完全理解之时，就是你神功大成之日！”
交换机不解道：“何为“属性”？”

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题外话：我们把添加在BGP路由中，为了解决某些问题的数据称为属性。如上文解决EBGP环路问题所引入的数值，就是我们目前第一次引入的属性的概念，我们称之为AS_PATH属性。在BGP中，属性是一个非常重要的概念，因为BGP相较IGP非常大的一个优势就是可以在路由中携带丰富的属性，这些属性可以帮助我们对路由进行控制。

交换机若有所悟，他本就聪明绝顶，对路由一道又天赋极高，老祖这一点破，就如同给他打开了一扇武学宝库的大门。思索半晌，突然一脸狂喜，冲到S97面前大声道：“师弟，我们前几日苦思不得其解的那个难题，有了这AS_PATH属性，岂不是迎刃而解？”说罢以指为笔，三两下便在地上画出一幅图。众人定睛望去，原是几日前一齐练习的阵法，但却一直不得要领，无法打通阵法的脉络。

交换机道：“这个阵法的关键也是我们一直不得其解的地方是，这里阵法的脉络要求的是我和S67之间的交流要经过S97，而我和S57之间的交流要经过S127。但是现在有了AS_PATH属性，这个问题就简单了，只需要调整一下S97和S127发给我路由所携带的AS_PATH属性，就解决了。”

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题外话：交换机的这个问题是AS_PATH在路由选路和路由过滤中的一个典型应用，我们把交换机所画阵图精简如下：

现要求R4访问1.1.1.0/24网段必须通过R2，访问2.2.2.0/24网段必须通过R3。通过AS_PATH属性我们可以很轻松的解决这个问题。R4会通过R2和R3分别获得1.1.1.0/24和2.2.2.0/24这两条路由，下一跳选择R2还是R3我们可以通过AS_PATH来进行控制。BGP里规定， AS_PATH属性较短的路由，将会被优选。那么我们让R3把1.1.1.0/24这条路由发给R4时，携带的AS_PATH属性变长，R4优选R2发来的1.1.1.0/24的路由进行转发（因为R2发来的1.1.1.0/24路由的AS_PATH属性较短），则R4访问1.1.1.0/24网段的流量就会通过R2进行转发。访问2.2.2.0/24同理。下面我们看一下具体配置。这里的关键配置在R2和R3上：
R2的关键配置：

bgp 1
 peer 10.1.1.1 as-number 2
 peer 10.3.1.2 as-number 1
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization /这条是缺省的。
  peer 10.1.1.1 enable
  peer 10.3.1.2 enable
  peer 10.3.1.2 route-policy loop1 export /这里对出方向使用路由策略。
  peer 10.3.1.2 next-hop-local /注意这条必配，设备向IBGP对等体发送路由时缺省不改变路由的下一跳，配了这条之后，会将下一跳改为自己。如果不配，发到R4上的路由下一跳为R1的接口地址，由于R4上没有到R1的路由，所以该路由的下一跳不可达，即路由不生效。
#
route-policy loop1 permit node 5 /配置路由策略，在匹配到ip-prefix loop1的情况下给该路由添加AS_PATH属性6，7，8
 if-match ip-prefix loop1
 apply as-path 6 7 8 additive
#
route-policy loop1 permit node 10 /注意这条是必须的配置，如果不配置，则除了匹配2.2.2.0/24的路由，其他路由均被过滤，无法发送给BGP对等体。
#
ip ip-prefix loop1 index 10 permit 2.2.2.0 24

R3的关键配置：

bgp 1
 peer 10.2.1.1 as-number 2
 peer 10.4.1.2 as-number 1
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization /这条是缺省的。
  peer 10.2.1.1 enable
  peer 10.4.1.2 enable
  peer 10.4.1.2 route-policy loop0 export /这里对出方向使用路由策略。
  peer 10.4.1.2 next-hop-local /注意这条必配，设备向IBGP对等体发送路由时缺省不改变路由的下一跳，配了这条之后，会将下一跳改为自己。如果不配，发到R4上的路由下一跳为R1的接口地址，由于R4上没有到R1的路由，所以该路由的下一跳不可达，即路由不生效。
#
route-policy loop0 permit node 5 /配置路由策略，在匹配到ip-prefix loop0的情况下给该路由添加AS_PATH属性6，7，8
 if-match ip-prefix loop0
 apply as-path 6 7 8 additive
#
route-policy loop0 permit node 10 /注意这条是必须的配置，如果不配置，则除了匹配1.1.1.0/24的路由，其他路由均被过滤，无法发送给BGP对等体。
#
ip ip-prefix loop0 index 10 permit 1.1.1.0 24 /配置ip-prefix

这里我们通过路由策略，在R2上配置将2.2.2.0/24的路由发给R4时，添加AS_PATH属性6,7,8；在R3上配置将1.1.1.0/24路由发给R4时，添加AS_PATH属性6,7,8。
我们查看R4的BGP路由表：

可以看到，R4上1.1.1.0/24优选的路由下一跳为R2，2.2.2.0/24优选的路由下一跳为R3。均为AS_PATH较短的。

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本期问题：小伙伴们还记不记得，在上期中，我们曾经提到在BGP联盟中，AS_PATH属性有以下2个规则：

• 1. 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.
• 2. 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。

大家可以先思考一下，联盟内部AS号不能宣告到联盟之外，并且在选路中也不考虑这些AS号的长短，那么这些AS号应该如何记录呢？