16.BGP

BGP 概述

定义：BGP 是一种外部网关协议，用于在不同的自治系统（AS）之间交换路由信息。

传输协议：基于 TCP，端口号为 179。

特点：

可靠性：基于 TCP，因此不需要额外的可靠性机制。OSPF 需要周期性更新和确认报文，而 BGP 不需要。
增量更新：只在路由发生变化时发送更新信息，无需周期性更新。
支持 CIDR：除 RIPv1 外，其他协议都支持 CIDR。
距离矢量协议：基于路径向量算法，通过技术手段避免环路。
丰富的路由策略：支持多种路由策略，防止路由震荡，易于扩展。支持 IPv4、IPv6、MPLS VPN、EVPN 等多种扩展功能。

一台路由器上面只能运行一个bgp 的进程。

BGP是怎么工作的？

BGP中的角色

Speaker：发送BGP报文的路由设备称为BGP发言者（Speaker）。它接收或产生新的路由信息，并发布给其它BGP Speaker。当BGP Speaker收到来自其它AS的新路由时，如果该路由比当前已知路由更优，或者当前还没有该路由，它就把这条路由发布给所有其他BGP Speaker（发布该路由的BGP Speaker除外）。
Peer：相互交换报文的BGP Speaker之间互称对等体（Peer）。

BGP的报文类型

BGP通过五种类型的报文进行通信：

Open报文：是TCP连接建立后发送的第一个报文，用于建立BGP对等体之间的邻居关系，协商参数。对等体在接收到Open报文并协商成功后，将发送Keepalive报文确认并保持连接的有效性。
Keepalive报文：BGP会周期性地向对等体发出Keepalive报文，用来保持邻居关系。

OSPF的hello报文的作用是建立邻居、保持邻居。

Update报文：用于在对等体之间交换路由信息。Update报文可以发布多条属性相同的可达路由信息，也可以撤销多条不可达路由信息。
Notification报文：通知错误。当BGP检测到错误状态时，会向对等体发出Notification报文，之后BGP连接会立即中断。
Refresh报文：用于请求对等体重新发送所有的可达路由信息，通常在改变路由策略后使用。

BGP有限状态机及工作流程

在BGP对等体建立的过程中，BGP有限状态机共有六种状态

Idle（空闲）：初始状态，路由器关闭所有已有的BGP连接，并开始初始化BGP资源。

路由器会等待开始事件的发生，然后转移到Connect状态。

Connect（连接）：尝试建立TCP连接。如果成功，转移到OpenSent状态；如果失败，转移到Active状态。
Active（活动）：继续尝试建立TCP连接。如果成功，转移到OpenSent状态；如果失败，保持在Active状态。
OpenSent（开启发送）：发送OPEN消息，等待对方的OPEN消息。如果有效，转移到OpenConfirm状态。
OpenConfirm（开启确认）：等待KEEPALIVE或NOTIFICATION消息。如果收到KEEPALIVE消息，转移到Established状态。
Established（已建立）：正常工作状态，可以发送/接收UPDATE、KEEPALIVE、NOTIFICATION和REFRESH消息。

这些状态的转换是由BGP的有限状态机（FSM）控制的，每个状态都有明确的输入和输出条件。

BGP对等体双方的状态必须都为Established，BGP邻居关系才能成立，双方通过Update报文交换路由信息。

邻居建立过程图

在任何状态下，如果检测到错误，则发送 Notification 报文并回到 Idle 状态。
如果 TCP 三次握手失败，则进入 Active 状态，并不断尝试重新建立连接。

IBGP邻居建立实验

实验环境

两台路由器：Router 1 和 Router 2
AS 号：100
使用 Loopback 接口建立邻居关系
推荐使用 Loopback 接口的原因：
- 可靠性更高
- 不需要直接相连
- 只需底层 IP 可达即可

配置步骤

配置IP地址

<Huawei>sys
[Huawei]sys R1
[R1]inter gi 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.1.1.1 30
[R1-GigabitEthernet0/0/0]inter loop0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[R1-LoopBack0]q

<R2>sys
[R2]sys R2
[R2]inter gi 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.1.1.2 30
[R2-GigabitEthernet0/0/0]inter loop0
[R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32
[R2-LoopBack0]q

配置 BGP

[R1]bgp 100
[R1-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 100

[R2]bgp 100
[R2-bgp]peer 1.1.1.1 as-number 100

查看bgp邻居状态

display bgp peer

问题1：此时状态处于Idle状态，因为路由不通

两边路由不通，解决办法添加路由，这里使用静态路由

[R1]ip route-static 2.2.2.2 32 12.1.1.2

[R2]ip route-static 1.1.1.1 32 12.1.1.1

问题2：此时邻居开始建立，但状态处于Active状态，即TCP/IP状态建立失败。

原因：目的地址2.2.2.2的出接口是G/0/0/0，TCP/IP的SYN报文在封装的时候就会以出接口的IP地址作为源地址去封装，也就是12.1.1.1；R2在收到SYN报文后会检查SYN报文，源地址2.2.2.2证明是发给R2处理的，但是源地址是12.1.1.1与R2的邻居配置冲突，R2不想跟他做邻居，就会回复一个RST报文，三次握手建立失败。

回复一个RST报文，TCP/IP三次握手连接建立失败。

解决办法：将源IP12.1.1.1改为1.1.1.1，这个技术就叫做更新源。

[R1]bgp 100
[R1-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0              #将目的地址为2.2.2.2的路由的源地址修改为loopback0的地址

[R2]bgp 100
[R2-bgp]peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack 0

其实配一边的话TCP/IP就能建立，BGP就能走，但是为了健壮性还是两边都配。

三次握手建立成功后，BGP邻居建立成功。

问题3：如果处于Connect状态的原因：

对端没有回程路由
中间有防火墙，没有放通BGP端口号（BGP的端口号：179）

BGP的路由引入

BGP协议自身不能发现路由，所以需要引入其他协议的路由（如IGP或者静态路由等）注入到BGP路由表中，从而将这些路由在AS之内和AS之间传播。

BGP的路由引入

BGP引入路由支持Import和Network两种方式：

Import方式是按协议类型，将RIP路由、OSPF路由、IS-IS路由、静态路由和直连路由等某一协议的路由注入到BGP路由表中；
- 静态路由引入：通过import static命令将静态路由引入BGP。
Network方式比Import方式更精确，将指定前缀和掩码的一条路由注入到BGP路由表中。

BGP路由引入实验

添加两个loopback地址来模拟用户

[R1]int loop 1
[R1-LoopBack1] ip address 100.1.1.1 32


[R2]int loop 1
[R2-LoopBack1] ip address 200.1.1.1 32

BGP已经起来了，但是是没有学到任何的路由。

引入路由

R1上将静态路由全部引入BGP

[R1]bgp 100
[R1-bgp]import-route static                  #引入静态路由

R2上引入指定路由

[R2]bgp 100
[R2-bgp]network 200.1.1.1 32

引入的时候这条路由必须存在于本地路由表中

R1上学到的路由

R2的路由

R1引入所有的直连路由

[R1]bgp 100
[R1-bgp]import-route direct                 #引入直连路由

两种引入方式的优先级

使用network将100.1.1.1重新发布一下

这里只显示network引入的100.1.1.1，因为network引入的优先级高于import的，所以不会发布这条路由给对等体的。

* 表示有效
> 表示最优

Path/Ogn 表示路由的引入方式

i 表示使用network引入的
? 表示使用import-route引入的

路由通告

BGP的路由通告原则

BGP有两种运行方式，当BGP运行于同一AS内部时，被称为IBGP（Internel BGP，内部边界网关协议）；当BGP运行于不同AS之间时，称为EBGP（Externel BGP，外部边界网关协议）。

BGP（边界网关协议）与IGP（内部网关协议）的区别

IGP（如OSPF）会自动通告链路状态，而BGP需要遵循特定的通告原则。
OSPF的Network命令用于使能接口，而BGP的Network命令用于引入路由。

BGP路由通告原则

从IBGP对等体学到的路由不会通告给IBGP对等体，只发布给EBGP对等体：防止路由环路。
从EBGP对等体学到的路由会通告给所有邻居（所有EBGP和IBGP对等体）：确保路由信息的传播。
只通告最优且有效的路由：BGP只会通告最优的路由给对等体。
TTL设置：EBGP默认TTL为1，需要手动调整以确保邻居关系建立。
只发送更新的BGP路由

EBGP间的邻居关系建立

配置IP地址

[R2]inter gi 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.1.1.2 30

[R3]inter gi 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 23.1.1.1 3
[R3-GigabitEthernet0/0/0]inter loop 0
[R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32

静态路由

[R2]ip route-static 3.3.3.3 32 23.1.1.1

[R3]ip route-static 2.2.2.2 32 23.1.1.2

配置邻居关系与更新源

[R2]bgp 100
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 200
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0

[R2]bgp 200
[R3-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 100
[R3-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0

问题：报文开起来正常，但是邻居状态处于Idle状态

报文看起来正常，但是为什么处于Idle状态呢？

保护机制：对等体在同一个AS内部的话，就是互相可信的，ttl默认为255

EBGP为了安全，TTL默认为1，也就是经过1条，就会被丢弃。

loopback到loopback至少需要2跳，1跳是不够的，这就导致邻居建不起来

解决方法：将默认的ttl改了，将ttl改为2（如果够的话），两边都要配

[R2]bgp 100
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 ebgp-max-hop 2

[R3]bgp 200
[R3-bgp]peer 2.2.2.2 ebgp-max-hop 2

添加一个loopback地址来模拟用户并引入

[R3]interface loop 
[R3-LoopBack1]ip add 100.3.1.1 3
[R3-LoopBack1]q
[R3]bgp 200
[R3-bgp]network 100.3.1.1 32

从EBGP对等体获得的路由，发布给所有EBGP和IBGP对等体

添加R3后，R2从EBGP对等体R3上学到的路由100.3.1.1，会被发布给所有的IBGP和EBGP。

问题：R1上学习到的这条引入的路由无效，因为下一条为`3.3.3.3`

因为从EBGP对等体获得的路由，发布给所有EBGP和IBGP对等体的时候不会改下一条

解决方法1：直接在R2上添加一条到3.3.3.3的静态路由（极不推荐）（应该是引入，前面为了建邻居关系，静态路由已经添加了）

解决方法2：自动修改下一条为更新源的地址

[R2-bgp]peer 1.1.1.1 next-hop-loca

在R2上配置以上命令，意思是在向邻居1.1.1.1发布路由的时候，将下一跳替换，替换为更新源地址。

从IBGP对等体获得的路由，只发布给EBGP对等体，不发送给IBGP邻居，称为IBGP水平分割原则

其实，原本设计之初，是否发布给EBGP会检查同步原则，但是华为这边默认有一条 undo synchronization ，意思是不做同步检查，而且改不了，现在永远会发布给EBGP

水平分割主要用于AS内防止环路。IBGP水平分割会导致路由传递问题，会使AS内的IBGP无法学习到路由；4就学不到1引入的路由了。

解决方法：

1.全连接 1和4之间建一个BGP，也就是一个全连接的BGP，full

2.路由反射器

3.联盟：需要在所有设备上配置，很麻烦，很少用了

路由反射器

简化IBGP全连接需求: 用于简化IBGP全连接需求。
路由反射器的角色:
- Client: 路由反射器的客户端。
- Non-Client: 路由反射器的非客户端。
- Cluster ID: 用于识别路由反射器集群的ID。
- Originator ID: 用于识别路由反射器的发起者ID。

RR （路由反射器） / client（客户端） / non-client（非客户端）

RR收到client的路由，会转发client和non-client；RR收到non-client的路由，只会转发client

路由反射器的防环机制：簇 Cluster 与 Cluster_ID

Cluster_List:记录路由反射器的信息，用于检测路由环路。

添加一台R4并配置路由反射器

这里R2与R4直接使用接口ip建立邻居关系

[R4]inter gi 0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip add 24.1.1.1 30

[R2]inter gi 0/0/2
[R2-GigabitEthernet0/0/2]ip add 24.1.1.2 30

静态路由：不需要静态路由

配置邻居关系与更新源

[R4]bgp 100
[R4-bgp]peer 24.1.1.2 as-number 100

[R2]bgp 100 
[R2-bgp]peer 24.1.1.1 as-number 100
[R2-bgp]peer 24.1.1.1 next-hop-local                               #通过EBGP学到的路由传递给24.1.1.1的时候将下一跳修改为更新源地址

问题：R4未学到R1引入的路由

谁配置这条命令谁就是RR，使用这条命令告诉RR谁是你的client

[R2-bgp]peer 1.1.1.1 reflect-client

[R2-bgp]peer 24.1.1.1 reflect-client

配置之后（学到了R1的路由）

问题：next-hop-local只针对来自ebgp的路由生效，所以1与4学到的路由不会改下一跳

1与4之间其实应该使用IGP连起来的

BGP路由属性

BGP路由属性用于对特定的路由进一步的描述，使得BGP能够对路由进行选择和控制。（其他协议用于路由选择的属性不一定和BGP相同，）

BGP作为一种EGP（Exterior Gateway Protocol，外部网关协议），设计用于在不同的自治系统（AS）之间交换路由信息，因此它需要更多的灵活性和控制选项。这导致了BGP具有大量的路由属性，这些属性可以用来过滤、标记和控制路由信息的传播。例如，BGP支持的属性如Local Preference、AS_PATH、Next Hop、MED（Multi-Exit Discriminator）、Community等，这些属性提供了高级路由控制机制，使得网络管理员能够精细地管理跨AS的路由行为。
IGP（Interior Gateway Protocols，内部网关协议）如OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）或IS-IS（Intermediate System to Intermediate System，中间系统到中间系统）也有它们自己的特性或度量标准，比如OSPF中的Cost（开销）。这些度量标准可以被视为一种形式的路由属性，用于决定最佳路径。

RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）也有一个简单的度量标准——跳数（hop count），这也是一个属性，用于决定路由的距离向量。

所有的路由属性可以分为以下4类：

公认必尊属性（Well-known mandatory）: 所有BGP设备都必须识别且必须存在于路由更新消息中的属性。缺少任何一个属性会导致路由信息无效。
公认任意属性（Well-known discretionary）: 所有BGP设备都必须识别，但不要求必须存在于更新报文中。即就算缺少这类属性，路由信息也不会出错，可以根据需求选择是否使用。
可选过渡属性（Optional transitive）:
- BGP设备可以不支持此属性，但它仍然会接收这类属性，并通告给其他对等体。
可选非过渡属性（Optional non-transitive）:
- 如果BGP设备不支持此属性，则相应的这类属性会被忽略，且不会通告给其他对等体。

Origin属性

属于公认必须遵循属性，用来定义路径信息的来源，标记一条路由是怎么成为BGP路由的，包含IGP、EGP和Incomplete三种类型。

IGP
- 通过路由始发AS的IGP得到的路由信息
- 标识符为"i"
EGP
- 通过EGP得到的路由信息
- 标识符为“e“
Incomplete
- 通过其他方式学习到的路由信息
- 标识符为”?"

AS-path 属性

属于公认必须遵循属性。按矢量顺序记录了某条路由从本地到目的地址所要经过的所有AS编号。

作用：AS之间防环：如果一个路由器收到一条路由，路由的AS-path 包含自己所在的AS，则路由器会认为发生了环路将该路由丢弃。

EBGP 防环：As-path 属性
IBGP 防环：ibgp 水平分割

Next_Hop属性

该属性为公认必遵，记录了路由的下一跳信息。

Local_Pref属性

Local_Pref 是一个公认任意属性，用于控制BGP路由器在AS内部选择最佳出口路由时的优先级。值越大，优先级越高

如果路由器1配置了 local-preference 300，路由器2配置了 local-preference 200，则路由器1会选择 local-preference 300 的路径。

MED属性

Multi-Exit Discriminator (MED)属性是一个可选非过渡属性，用于影响进入AS时的最佳路由选择。越小越优先

如果路由器1配置了 MED 200，路由器2配置了 MED 300，则远端客户会选择 MED 200 的路径。

团体属性

团体属性（Community Attributes）是附加到相同特征的路由上的标签，用于路由控制。该属性为可选过渡

分类:

自定义团体属性:
- 用户自定义的团体属性，可以根据需要进行设置。
公共团体属性:
- 预定义的标准团体属性，具有特定的功能。
- 包括：
  - Internet
  - No_Advertise: 不向外宣传该路由。 ----------- 联盟子AS
  - No_Export: 不向其他AS宣传该路由。
  - No_Export_Subconfed: 不向子联盟外的AS宣传该路由。

应用示例:

抗D:
- 使用团体属性进行路由控制，以应对DDoS攻击。
通过if-match匹配特定团体属性来实现不同路由策略
路由策略:
- 如果有两个公网IP，可以通过团体属性进行区分。
- 例如，将公网IP 10.x.x.x 放在一个团体属性中，使其走上面的路径；将公网IP 20.x.x.x 放在另一个团体属性中，使其走下面的路径。

路由聚合

在大规模的网络中，BGP路由表十分庞大，使用路由聚合（Routes Aggregation）可以将多个具体的路由条目合并为一个汇总路由，从而大大减小路由表的规模。

BGP路由聚合支持两种方式：

自动聚合：
- 定义：当 BGP 引入路由时，BGP 协议会自动将这些路由聚合到自然网段。
- 配置：通常通过全局或特定地址族下的 auto-summary 命令启用。
- 特点：
  - 按自然网段聚合:
    - BGP 将按照自然网段（如 A 类、B 类、C 类地址）进行聚合。
    - 例如，10.1.1.1/32 和 10.2.1.1/32 将被聚合为 10.0.0.0/8。
  - 抑制具体路由:
    - 配置自动聚合后，BGP 将不再发送具体路由，只发送聚合后的路由。
  - 无需额外配置:
    - 一旦启用自动聚合，路由器会自动处理聚合逻辑。
手动聚合：
- 定义:
  - 手动聚合是指BGP协议根据管理员指定的规则进行聚合。需要管理员指定具体的聚合前缀和相关属性。
- 配置:
  - 通过 aggregate 命令进行配置。
- 特点:
  - 自定义聚合范围:
    - 可以指定任意前缀进行聚合，不受自然网段限制。
    - 例如，可以将 10.1.1.0/24 和 10.1.2.0/24 聚合为 10.1.0.0/16。
  - 控制聚合属性:
    - 可以设置聚合路由的属性，如 AS 路径、下一跳等。
    - 例如，可以通过 as-set 参数保留原始的 AS 路径。
  - 选择是否发布具体路由:
    - 可以选择是否抑制具体路由，只发布聚合路由。
    - 例如，使用 detail-suppressed 选项抑制具体路由。

IPv4支持自动聚合和手动聚合两种方式，而IPv6仅支持手动聚合。

R4：
bgp 200
   aggregate 1.1.0.0 22 detail-suppressed as-set

aggregate 命令:
- 用于聚合多个具体的路由条目为一个汇总路由。
- 1.1.0.0 22 表示将所有前缀为 1.1.0.0/22 的路由聚合为一个汇总路由。
detail-suppressed参数：
- 默认情况下，bgp的明细路由（被聚合的路由）和聚合路由都会通告给其他BGP邻居。
- detail-suppressed 选项表示抑制该聚合路由所包含的所有明细路由，只发布汇总路由。
as-set 参数:
- 该参数使得聚合后的路由包含原来的 AS 路径信息。
- 例如，假设原始路由的 AS 路径为 100 -> 200 -> 300，聚合后的路由也会保留这些 AS 号。

router bgp 100
  no auto-summary
  address-family ipv4
    auto-summary
  exit-address-family

router bgp 100
  address-family ipv4
    aggregate 10.0.0.0 8 as-set detail-suppressed
  exit-address-family

BGP工作原理

BGP的五张主要表

邻居表 (Neighbor Table)：记录 BGP 邻居的信息。
未处理路由表 (Adj-RIB-In)：存储从对等体接收到但还未处理的路由信息。
BGP 路由表 (Loc-RIB)：包含本地 BGP Speaker 选择的有效路由信息。
IP 路由表 (IP-RIB)：包含所有 IP 路由信息，不仅仅是 BGP 的。
待发送路由表 (Adj-RIB-Out)：准备发送给对等体的路由信息集合。

BGP路由信息处理流程

接收路由信息：从邻居接收路由信息并存入 Adj-RIB-In 表。
选择路由：从 Adj-RIB-In 表中选出最优路由放入 Loc-RIB 表。
应用策略：根据配置的策略过滤 Loc-RIB 表中的路由。
更新 IP 路由表：将过滤后的路由添加到 IP-RIB 中。
发送路由信息：将需要通告给邻居的路由信息存入 Adj-RIB-Out 表，并发送给相应的邻居。

BGP是如何选择路由的？

当到达同一目的地存在多条路由时，BGP依照如下策略顺序进行路由选择：

如果此路由的下一跳不可达，忽略此路由
优选协议首选值(PrefVal)最高的路由
优选本地优先级(Local_Pref)最高的路由
优选本地生成的路由
优选AS路径(AS_Path)最短的路由
比较Qrigin属性，依次优选Origin类型为IGP、EGP、Incomplete的路由
优选MED值最低的路由
优选MBGP邻居学来的路由(EBGP路由优先级高于IBGP路由)
选到下一跳IGP Metric较小的路由
优选Cluster_List最短的路由
优选Router ID最小的路由器发布的路由
比较对等体的IP Addres,优选从具有较小IP Address的对等体学来的路由

结尾

bilibili-DDa脾气-BGP协议

华为官网BGP介绍

华为BGP命令全集

posted @ 2023-09-12 17:59 姬雨晨阅读(147) 评论(0) 编辑收藏举报

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jiyuchen1

16.BGP

BGP 概述

BGP是怎么工作的？

BGP中的角色

BGP的报文类型

BGP有限状态机及工作流程

IBGP邻居建立实验

实验环境

配置步骤

BGP的路由引入

BGP的路由引入

BGP路由引入实验

两种引入方式的优先级

路由通告

BGP的路由通告原则

EBGP间的邻居关系建立

从EBGP对等体获得的路由，发布给所有EBGP和IBGP对等体

问题：R1上学习到的这条引入的路由无效，因为下一条为`3.3.3.3`

从IBGP对等体获得的路由，只发布给EBGP对等体，不发送给IBGP邻居，称为IBGP水平分割原则

添加一台R4并配置路由反射器

BGP路由属性

Origin属性

AS-path 属性

Next_Hop属性

Local_Pref属性

MED属性

团体属性

路由聚合

BGP工作原理

BGP的五张主要表

BGP路由信息处理流程

BGP是如何选择路由的？

结尾

公告

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16.BGP

BGP 概述

BGP是怎么工作的？

BGP中的角色

BGP的报文类型

BGP有限状态机及工作流程

IBGP邻居建立实验

实验环境

配置步骤

BGP的路由引入

BGP的路由引入

BGP路由引入实验

两种引入方式的优先级

路由通告

BGP的路由通告原则

EBGP间的邻居关系建立

从EBGP对等体获得的路由，发布给所有EBGP和IBGP对等体

问题：R1上学习到的这条引入的路由无效，因为下一条为3.3.3.3

从IBGP对等体获得的路由，只发布给EBGP对等体，不发送给IBGP邻居，称为IBGP水平分割原则

添加一台R4并配置路由反射器

BGP路由属性

Origin属性

AS-path 属性

Next_Hop属性

Local_Pref属性

MED属性

团体属性

路由聚合

BGP工作原理

BGP的五张主要表

BGP路由信息处理流程

BGP是如何选择路由的？

结尾

公告

问题：R1上学习到的这条引入的路由无效，因为下一条为`3.3.3.3`