BGP

  • 9/12/2023
  • 阅读时间 3 分钟

BGP详解

协议概述

路由分类

算法

IGP

  • OSPF
    • 链路状态协议（SPF最短路径优先协议）
  • ISIS
    • 链路状态协议（SPF最短路径优先协议）

BGP

距离适量协议（路径矢量协议）

位置

企业内部

  • IGP
    • OSPF
    • ISIS（数据中心使用的IGP）

企业之间

  • EGP
    • BGP
    • EGP

协议优先级

华为

  • 直连
    • 0
    • 开销默认为0
  • OSPF
    • 内部10
    • 外部引入150
    • 开销默认为1
  • ISIS
    • 15
    • 开销默认10
  • 静态
    • 60
    • 开销值为0
  • BGP
    • 255
    • MED为0

思科

  • 直连
    • 0
  • OSPF
    • 110
  • ISIS
    • 115
  • 静态
    • 1
  • BGP
    • 20

BGP不能在同一机器中运行多个AS号

概念

  • 边界网关协议(距离/路径矢量协议)DV
  • 作用：实现在AS与AS之间动态交换路由信息
  • 稳定：BGP是基于TCP协议建立的，使用端口号TCP179，非常稳定
  • 特点：
    • 稳定性高
    • 可以传递大量路由，支持大规模网络
    • 丰富的路由控制策略，可以实现灵活的选路
  • 特征：
    • 路由器之间的BGP会话基于TCP连接而建立
    • 运行BGP的路由器被称为BGP路由器
    • 两个建立BGP会话的路由器互为对等体（也就是邻居），BGP对等体之间交换BGP路由表
    • BGP路由器只发送增量的BGP路由更新，或进行触发式更新（不会周期性更新）
    • BGP能够传递大批量的路由，可在大规模网络中应用
    • 只要TCP连接可以建立即可建立邻居，因为TCP可以跨设备，跨网段去建立连接

场景

  • 省级网到数据中心互联
  • 数据中心内部，数据中心之间
  • 运营商

AS：自治系统

  • 每个自治系统都有唯一的一个编号，即AS号
  • 2字节AS号范围是0-65535
    • 0被保留使用
    • 64512-65534为私有AS
  • 4字节AS号范围是0-4294967295
    • 0被保留使用
    • 4200000000-4292967294为私有AS
    • 2字节的私有AS在4字节中依然是私有AS

邻居关系

IBGP邻居

  • 公司内部，推荐使用环回口建立IBGP的邻居关系
  • 环回口稳定

EBGP邻居

  • 公司之间，推荐使用物理口建立EBGP的邻居关系
  • 默认情况下EBGP不支持用环回口建立邻居
    • 因为有TTL检测机制，TTL=1的检测，邻居无法建立，TTL值不为1 peer x.x.x.x ebgp-max-hop 2

路由注入

network

BGP中network宣告的路由中，在存在与IGP的路由表当中，如果IGP路由表不存在这条路有，那么BGP也无法进行宣告。如果IGP路由表（display IP routing-table）存在这条路有，那么BGP就可以进行宣告

  • 精细化路由注入

import

  • 粗略的注入路由
  • 不可能一条条搬运所以在搬运OSPF形成的路由表的时候，就要使用import了

更新方式

触发式更新

  • BGP
    • 只有路由发生了变化，才发送更新报文，而且只发送增量路由

周期性更新

  • OSPF
    • 更新时间1800s
    • 老化时间3600s
  • ISIS
    • 更新时间900s
    • 老化时间1200s

符号

  • * 有效路由
  • > 最优路由

通告原则

  • 只向邻居通告最优路由
    • BGP路由器只会把自己最优的路由传递给自己的邻居状态代码为>的路由传递给自己的邻居
  • 从EBGP邻居学习到的路由，会通告给所有邻居（IBGP，EBGP）
  • 从IBGP邻居学习到的路由，不会通告给他的IBGP邻居
    • 水平分割原则
      • 为什么有
        • 防止AS内的路由环路
      • 产生问题是什么
        • 路由黑洞（有些路由器找不到除直连以外的邻居）
      • 解决方案
        • 全互联
        • RR（反射器）
        • 联盟
        • GRE
        • MPLS
        • BGP同步
  • BGP同步原则
    • 从IBGP邻居学习到的路由，必须同步给IGP中，才能传递给EBGP邻居，默认是关闭的，实际上也是打不开的，他也不支持打开
  • RR
    • 反射器
    • 场景
      • 用于IGP邻居之间
    • 角色
      • 反射器（RR）
      • 客户端（client）
      • 非客户端
    • 反射原则
      1. 从EBGP邻居学来的路由，会传递给他的IBGP和EBGP
      2. RR从客户端学来的路由会反射给客户端/非客户端
      3. RR从非客户端学来的路由会反射给客户端
      4. 从非客户端学来的路由不会反射给非客户端
    • 防环
      • 簇内
        • 起源者ID
      • 簇间
        • 簇列表

工作原理

报文

open报文：用于建立BGP邻居

  • 两方发送OPEN报文，就会实现邻居的建立，当邻居建立成功，open报文就不会再次发送了
  • 类似于hello报文

Keepalive报文：用于维护邻居关系，保持BGP链接

  • 每隔60s给对方发送一份报文，以保持连接的有效性，维护邻居关系，保持连接
  • 三倍时间我还没收到报文，那么就会断开邻居关系

Update报文：用于在邻居之间传递路由信息

  • 类似于LSU报文
  • 一条update消息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
  • 作用：
    • 防环
    • 选路

Notification报文：

  • 通知报文，用于通知BGP邻居之间的报错信息
  • 用于中断BGP链接
  • 差错报文
    • 错误代码
    • 错误子代码

Router-refresh路由刷新报文：

  • 因为BGP是属于触发更新机制，当路由策略发生变化时，需要更新策略
  • 自动刷新
  • 手动刷新
    • refresh bgp
      • all（针对所有邻居）
      • ibgp（针对IBGP邻居）
      • ebgp（针对EBGP邻居）
      • peer x.x.x.x（针对某个邻居）
    • 后面还可以接export/import
      • export
        • 比如如果前面的参数是all，那就立即发送一个update报文把自己所有的路由都发过去
      • import
        • 会发送一个Router-refresh路由刷新报文，然会对端会立刻返回一个update报文把自己的路由都发送过去

BGP状态机

Idle：初始化状态

  • 等32s，用于配置邻居设备
  • tcp未连接状态，邻居的状态为idle，当BGP设备和邻居进行tcp连接时，会从当前的状态转为connect状态
  • 停留在此状态
    • 没有IGP路由的情况下
    • 任何状态周到报错信息，都会退回到idle

connext：tcp连接状态

  • 发送tcp报文，建立tcp连接，发送open报文
  • 如果TCP建立连接成功，bgp设备会向邻居发送open报文，状态也会转为opensent状态
  • 如果TCP链接建立失败则进入Active状态，反复尝试连接
  • 卡在此状态的原因
    • 没有配置BGP进程
    • 认证类型不一致
    • 建立TCP邻居的目标端口179被过滤了

active：活跃状态

  • 在当前状态下，bgp设备依然没有放弃希望，状态坚持32s计时器，依然试图继续建立tcp连接，如果成功状态依然可以转为opensent状态
  • 如果依然失败，bgp则会停留在active状态
  • 备注：如果重传计时器超时，依然没有收到邻居回应，bgp设备会心灰意冷的返回connext状态
  • 卡在此状态的原因
    • 邻居没有指定peer
    • 建立邻居的两台设备没有指定更新源，更新源检测机制（只要有一侧有更新源检测就行，就能建立起TCP连接）

opensent：open报文已发送状态，已向邻居发送ospf报文

  • 如果bgp设备给邻居发送open报文后，如果收到来自邻居表的回复，并且回复的报文是正确的，BGP设备会继续发送keepalive报文，状态转为open comfirm状态
  • 如果bgp设备给邻居发送open报文后，如果收到来自邻居的回复，但是回复的报文有错误，bgp设备会向邻居发送notification报文（用于断开bgp连接状态），段考后会跳转到最初的idle状态
  • 容易卡在此状态的原因：
    • router id不能相同
    • AS号配置错误（寻找对端时填写AS号填写错误）

open comfirm：open报文确认状态

  • 如果收到邻居发来的keepalive报文，状态会转为established建立状态
  • 如果收到邻居发来的notification报文，状态会跳转为idle状态
  • 容易卡在此状态的原因
    • EBGP建立邻居使用的环回口

established：连接已建立状态

  • 如果收到邻居发来的正确的update报文或者keepalive报文，bgp就会认为邻居是正常的
  • 如果收到邻居发来的错误的udate报文或者keepalive报文，bgp设备会发送notification报文，通知邻居，我们分手吧，不做邻居了，会回到idle初始化状态

路经属性分类

公认必遵

所有设备必须识别该属性，必须包含在每个Update消息里

  • Origin
    • i
      • network来的
    • e
      • EBGP引入来的
      • 华为设备没有e
    • ？
      • 通过引入进来的
  • AS_Path
    • 防环
    • 选路
    • 分类
      • 有序
      • 无序
      • 联盟有序
      • 联盟无序
  • Next_hop
    • 从EBGP邻居学来的路由，在传递给IBGP时，下一跳不变
      • 防止次优路径

公认任意（原本）

所有设备必须支持该属性，可以包含在某些Update消息里

  • Local_Preference
  • Atomic_aggregate

可选过渡（聚团）

BGP设备可以不识别此类属性依然会接受该类属性并通告给其他对等体

  • Aggregator
  • Community

可选非过渡

BGP设备不识别此类属性会忽略该属性，且不会通告给其他对等体

  • MED
  • Cluster-id
  • Originator-ID

选路原则（11条）

协议首选值

本地优先级

本地生成的路由优于邻居学来的路由

  • 手动聚合路由>自动聚合路由>network>引入的路由

as-path路径短的

origin

  • i>e>？

med

  • 小的

从EBGP邻居学来的路由优于从IBGP邻居学来的路由

优选IGP下一跳小的

  • 实现负载分担

簇列表短的

originator-id小的

  • 如果没有起源者ID，那就选router id小的

邻居的ip address小的

  • 这里指的是用peer宣告出去的那个

路由策略工具

route policy

作用

  • 过滤路由
  • 修改属性

原理

格式

route policy a 名字（premit/deny）动作 node x（这个动作是对acl的premit/deny做操作）

acl 2000 ： ip source premit/deny 192.168.1.0 0.0.0.255 匹配路由

route policy x ??动作 node 10

if-match acl

路由匹配工具

  • acl
    • 主业
      • 做访问控制，分析数据包，默认动作允许，结合traffic-filter
    • 副业
      • 匹配路由
        • 匹配路由通配符0代表匹配，1代表不匹配
        • 匹配路由不专业，不精准，粗略的匹配路由，不能区分掩码
  • ip-prefix
    • 前缀列表
    • 专门用于匹配路由，可以通过掩码精确匹配路由
    • 格式
    ip ip-prefix a（名字） deny/pre（动作）掩码范围
  • as-path-filter （只有BGP才能用）
    • 通过as号匹配路由
    • 匹配正则
    • 匹配普通AS号
  • community filter
    • 匹配团体字
    • 匹配正则
  • tag
    • IGP
  • rd-filter
    • vpn场景下匹配rd值
  • extcommunity-filter
    • VPN场景下匹配rt值

高级特性

路由匹配工具

as-path-filter （只有BGP才能用）

  • 配置
    • route policy下调用
    • as-path-filter（直接在邻居下调用）
  • 概念
    • 通过as号匹配路由
    • 匹配正则
      • 想匹配相邻AS传递过来的路由
      • 想匹配始发AS是100的路由
    • 匹配普通AS号

community filter

  • 匹配团体字
  • 匹配正则 ![](/images/团体属性怎样用route policy引用.png)

ORF

  • 概念：出方向路由过滤
  • 作用：减少链路带宽的占用
  • 原理：通过ORF技术，告诉邻居自己需要哪条路由，邻居收到后，按照需要发布路由

对等体

作用：简化配置

BGP安全

MD5认证

设置后不能发生更改，更改的话业务需要中断

keychain认证

配置和现实机制更复杂，但好在能动态修改密码，所以安全性更高

GTSM

  • 通用的TTL检测机制
  • 作用：防止现网中的设备，建立非法邻居
  • 公式：[255-3+1,255]

发射器

EBGP基本配置

[R1]bgp 100————开启BGP功能，配置as100
[R1-bgp]router-id 1.1.1.1————配置router-id
[R1-bgp]peer 192.168.12.2 as 200————指定邻居设备的IP地址和邻居设备所在的AS
[R1-bgp]network 192.168.1.0 24————注入路由，把已经存在的路由条目放进BGP协议

[R2]bgp 200
[R2-bgp]router-id 2.2.2.2
[R2-bgp]peer 192.168.12.1 as 100
[R2-bgp]network 192.168.2.0 24

BGP邻居表检查解析：

[R1]dis bgp peer

 BGP local router ID : 1.1.1.1
 Local AS number : 100
 Total number of peers : 1		  Peers in established state : 1

  Peer            V          AS  MsgRcvd  MsgSent  OutQ  Up/Down       State       PrefRcv

  192.168.12.2    4         200        2        4     0 00:00:19     Established      0
  • BGP local router ID : 1.1.1.1 ：表示的是BGP协议给当前这台设备分配的名字是1.1.1.1
  • Local AS number : 100 ：表示的是当前这台设备所属的AS号
  • otal number of peers : 1 ：表示的是当前设备全部的邻居数量
  • Peers in established state : 1 ：
    • 表示的是当前设备有效的邻居数量（状态为建立的邻居数量）
    • established是BGP的一种状态，最完美的民居状态，类似于ospf中的full
  • peer ：表示的是对端邻居的IP地址
  • v ：表示的是BGP版本bgp4+
  • AS ：表示的是邻居设备所在的AS
  • msgrcvd ：表示的是从邻居那里收到的消息数目
  • msgsent ：表示的是向邻居设备发送的消息数目
  • outQ ：表示的是出向队列
    • 等待发往指定邻居的消息————出向数据————排队等待出去的数据
    • bgp要求稳定，如果邻居设备无法向对端发送一个稳定的报文，那么这个报文就会被要求重新传输
    • 那些需要重传的报文，就会放到这个出项队列中，所以正常情况下，这个参数的值是0
    • 如果这个参数不是0，说明和邻居之间的链路非常不稳定，容易出现网络拥塞和丢包。
  • up/down ：
    • 如果状态是Established那么这个时间表示的是邻居建立了多长时间，就是up的时间
    • 如果状态不是Established那么这个时间表示的是这个邻居断开了多长时间，就是down的时间
  • state ：表示的是邻居的状态，最完美的状态是Established
  • prefrcv ：
    • 表示的是邻居传递给我的路由条目数量
    • 如果这个数值为0，就表示邻居没有给我传递路由
    • 如果这个数值为1，就表示邻居给我传递了一个路由

显示BGP协议路由表

[R1]display bgp routing-table 

 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: 2
      Network            NextHop        MED        LocPrf    PrefVal Path/Ogn

 *>   192.168.1.0        0.0.0.0         0                     0      i
 *>   192.168.2.0        192.168.12.2    0                     0      200i

解析：

  • Status codes: 状态代码
  • * - valid ： 有效的路由，
  • > - best ： 最好的路由，表示这条路由是最优的线路，最好的
  • i -internal： 内部的路由
  • origin：起源代码
    • i-BGP：表示的这条路由是通过network方式注入的
    • ? - incomplete：表示这条路由是通过import-router方式注入的

EBGP邻居关系

  • EBGP邻居在传递路由的时候，会自动的修改下一跳地址
  • 会将下一跳地址修改为和对端设备建立邻居的那个接口IP地址

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