BGP

这是一篇关于BGP的思维导图，主要内容包括：基本概念，建立邻居过程（6种状态机），停在各个状态的情况，报文（5种），路由，路由反射器，属性，优选原则，负载。

BGP

• 基本概念
  • 矢量动态路由协议
    • IGP
      • RIP
      • OSPF
      • ISIS
    • EGP
      • IBGP
      • EBGP
  • 工作过程
    • TCP 端口 179
    • 触发式更新
    • 基于TCP，有TCP承载，BGP对等体之间必须保证IP连通
    • 单播建立
      • 可以非直连，底层IP连通即可
  • AS
    • 自治系统
    • 分类
      • 2字节
        • 公网
          • 1-64511
        • 私网
          • 64512-65535
      • 4字节
  • 邻居关系
    • IBGP
      • AS内部
      • 一般使用loopbacp口建立
        • 比较稳定
      • 硬性要求：IP互通
      • 需指定更新源
        • peer X.X.X.X connect-interface LoopBack 0
    • EBGP
      • AS之间
      • 一般使用直连物理网口建立
      • Loopbacp口建立
        • 静态路由，保证两个接口IP连通
        • 需指定更新源
        • 指多跳
          • peer X.X.X.X ebgp-max-hop X
          • EBGP建立邻居关系时发送的报文TTL默认为1
    • 区分方法
      • peer邻居时，相同AS号识别为IBGP，不同AS识别为EBGP
• 建立邻居过程（6种状态机）
  • idle（空闲）
    • 停留32S，预留给对方配置
    • 拒绝邻居发送的连接请求，只有本设备配置后，才开始尝试与其他BGP进行连接
  • connect（连接）
    • 启动连接重传定时器，TCP三次握手
    • 成功，转为opensent
    • 失败，转为active
  • active（活跃）
    • 总是尝试建立TCP连接
    • 成功，转为opensent
    • 失败
      • 维持active
      • 重传定时器超时后，转为connect
  • opensent（报文已发送）
    • 等待对等体的Open报文，检查报文中AS、版本、认证码等
    • 报文正确，发送Keepalive报文，转为openconfirm
    • 报文错误，发送notification报文，转为idle
  • openconfirm（报文已确认）
    • 等待对等体的Keepalive或notification报文
    • 收到keepalive，转为established
    • 收到notification，转为idle
  • establish（连接已建立）
    • 和对等体交换Updata、keepalive、Route-refresh及notification报文
• 停在各个状态的情况
  • idle
    • 无路由
  • connect
    • 对端未配置BGP
    • 过滤了TCP 179的流量
    • 跨设备EBGP未配置多跳
  • active
    • 对端未peer本端
    • 使用loopback口未指定更新源
  • opensent
    • 邻居参数不一样
  • opconfirm
    • 未指多跳
    • 非同网段
• 报文（5种）
  • Type类型：1 open（建立）
    • 用于建立对等体连接
      • version
        • 标识本地设备使用的BGP版本
        • IPv4对应4
      • My autonomous[ɔːˈtɑːnəməs] system
        • 标识本地AS，确认IBGP或EBGP
      • Hold time
        • 标识对等体与本设备保持连接的时间，在这个时间内未收到对端的keepalive或update，则认为BGP连接中断
        • 180s，双方不一致，取小值
      • BGP identifier
        • 标识本地BGP路由器的路由器ID
      • Opt parm len
        • 标识可选参数的总长度
      • Optional parameters
        • 可选参数，用于协议扩展，如BGP验证
  • Type类型：2 update（更新）
    • 交换路由信息
      • Unfeasible routes length
        • 标识不可达路由，通知对等体从路由表中撤销当前路由
      • withdrawn routes
        • 不可达路由，通知对等体从路由表中撤销当前路由的网络地址及前缀
      • Total path attribute length
        • 表述路径属性的字段长度
      • path atributes
        • 与NI RI字段相关的所有属性列表。BGP更具这些属性值避免环路，进行选路等
      • NI RI
        • 标识网络可达信息，向对等体通告的每条可达路由的前缀
  • Type类型：3 notification（差错通知/通知）
    • 用于中断BGP连接
      • error code
        • 差错码，指定错误类型
      • error subcode
        • 差错子码，描述错误详细信息
      • data
        • 错误消息内容
  • Type类型：4 keepalive（保活）
    • 用于保持连接
      • 60s/次
  • Type类型：5 route-refresh（路由刷新）
    • 策略发生变化后，请求对等体重新发送路由信息
      • 报文不重要，未记录
• 路由
  • 通告原则
    • BGP只会将有效且最优的BGP路由通告给邻居
      • 有*>的路由
    • 1、自身产生的BGP路由会通告给所有邻居
    • 2、从IBGP邻居收到的路由，不会传递给IBGP邻居（水平分割/II不传）
    • 3、从IBGP邻居收到的路由，会传递给所有的EBGP邻居
    • 4、从EBGP邻居收到的路由，会传递给所有的IBGP邻居
    • 5、从EBGP邻居收到的路由，会传递给EBGP邻居
    • 6、增量更新
      • 只有路由发生变化才更新
      • 只更新变化路由
  • 产生路由的方式
    • 1、宣告（network）
      • 宣告时，掩码和IP路由表中的掩码一致
    • 2、引入（import）
    • 3、聚合/汇总路由
      • 特点
        • 1、优化BGP设备的路由表和BGP表
        • 2、当明细路由出现震荡之后，路由聚合不会产生影响，网络更加稳定。
        • 3、维护较少的BGP路由，节省设备系统资源
      • 自动聚合
        • 仅IPv4支持
        • 特点
          • 聚合精确度差，比如偶数聚合
          • 只能针对本设备import-route的路由生效
          • 不能添加route-policy，修改路由的部分属性
      • 手动聚合
        • IPv4、v6都支持
        • 特点
          • 只要是本地BGP表中存在的有效路由，都可以执行
          • 会传递给所有的BGP邻居
          • 产生聚合路由的时候，本地IP路由表中将会自动产生一条指向Null 0的聚合路由，用于防止环路的产生
          • 路由聚合时要加上抑制命令，否则聚合会携带明细路由
  • 路由标识
    • *
      • 可达的
    • >
      • 最优的
    • i
      • 从IBGP邻居学到的
    • s
      • 该路由被抑制了
    • d
      • 路由惩罚
    • h
      • 抖动历史
    • S
      • 陈旧路由
  • 防环
    • 1、水平分割
    • 2、AS-PATH
  • 组
    • 示例
      • 对端不需要配置组，正常配置即可，用于多对等体（BGP邻居）情况
• 路由反射器
  • 路由反射器介绍
  • 备份路由反射器介绍
  • 级联路由反射器
  • 同级路由反射器
  • 介绍
    • 解决IBGP全互联的问题，BGP设备过多，全互联就会复杂化
  • 角色
    • 路由反射器（RR）
      • 把IBGP邻居学到的路由反射给其他IBGP，类似OSPF中DR
    • 客户机（client）
      • 与RR形成反射邻居关系的IBGP设备，类似OSPF中DRother
      • 在AS内部，客户机只需要与RR直连，客户机之间无需连接，无需交互路由信息
    • 非客户机（Non-client）
      • 普通IBGP设备，不在路由反射器范围内，需与RR和非客户机之间建立全连接
    • 集群（cluster）
      • 路由反射器及客户机的集合。通过Cluster_list属性防止集群间产生环路。
    • 始发者（originator）
      • 在AS内部始发IBGP路由的BGP设备。通过Originator_ID属性防止集群内环路。
  • RR向IBGP邻居发布路由规则
    • 从非客户机学到路由，发布给所有客户机
    • 从客户机学到的路由，发布给所有的非客户机及客户机（发布此路由设备除外）
    • 从EBGP学到的路由，发布给所有的非客户机和客户机
• 属性
  • 公认必遵
    • 所有BGP路由器必须识别，必须包含在update报文中
    • origin（起源）
      • 符号
        • i
          • 标识来源IGP
        • e
          • 标识来源EGP（已淘汰）
        • ?
          • 标识来源未知（基本上为引入）
      • 优先级
        • i>e>?
      • 聚合
        • 看明细
          • 全i为i，否则为?
    • AS-PATH（AS路径）
      • 作用
        • 记录路由在传递过程中经过的AS信息
        • 从EBGP邻居收到的路由，若携带本地AS号则不接收
      • 规则
        • 传出AS时携带本地AS号，后面经过的AS依次在前面添加
        • IBGP之间不做AS-PATH防环检测，EBGP之间需要
    • Next-hop（下一跳）
      • 标识路由的下一跳
      • 规则
        • E变I不变
          • E变
            • 向EBGP邻居传递路由时，下一跳要改变
            • 防止不可达
          • I变
            • 向IBGP邻居传递路由时，下一跳不变
            • 防止次优
        • BGP Speaker在向EBGP对等体发布某条路由时，会把该路由信息的下一跳属性设置为本地与对端建立BGP邻居关系的接口地址。 BGP Speaker将本地始发路由发布给IBGP对等体时，会把该路由信息的下一跳属性设置为本地与对端建立BGP邻居关系的接口地址。 BGP Speaker在向IBGP对等体发布从EBGP对等体学来的路由时，并不改变该路由信息的下一跳属性。
  • 公认任意
    • 所有BGP路由器必须识别，不要求必须包含在update报文中
    • Local_Preference（本地优先级）
      • 作用
        • 用于控制离开AS的方向
      • 特点
        • 越大越优，默认为100
        • 只在本地AS内有效
        • I传E不传：IBGP内携带，EBGP之间不携带
      • 注意
        • 对于不携带本地优先级属性的BGP路由，设备将会认为这个BGP路由的本地优先级为默认本地优先级（默认的本地优先级为100，显示为空）
    • Atomic_aggregate（聚合路由丢失明细路由属性）
      • 标识汇总的明细路由有没有被抑制
  • 可选过渡
    • 不会被所有BGP路由器识别（可以不支持），但可以接收并传递
    • Aggregator（聚合路由属性）
      • 作用
        • 表示路由聚合是哪台设备（AS号+route-id）
      • 产生
        • 路由聚合时自动产生
    • Community（团体属性）
      • 是一种路由标记
      • 公认团体属性
        • 限制路由传播范围
        • internet
          • 默认路由属性，正常传递，遵循通告原则
        • no-advertise
          • 邻居收到后不向任何邻居传递
        • no-export
          • 邻居收到后不能传出本AS
        • no-export-subconfed
          • 邻居收到后，不能传出联盟中的AS
      • 扩展团体属性
        • 用一组4字节为单位的列表来表示，格式为aa:nn或着团体号
        • 团体列表
          • ip community-filter本质作用就是为了对BGP路由的团体属性进行匹配
          • 基本
            • 编号：1-99
          • 高级
            • 编号：100-199
          • 默认拒绝所有
          • 示例
            • 团体列表： [AR1]ip community-filter 1 permit 1:1 //只要BGP路由中包含1：1，就会被匹配 [AR1]ip community-filter 1 permit 1:1 2:2 //BGP路由中必须包含1：1 2：2，才会被匹配 [AR1]ip community-filter 1 permit {no-advertise/no-export/no-export-subconfed} //此命令后面跟团体属性，可配置多个（与的关系） 调用： route-policy 1 permit node 10 if-match community-filter 1 apply cost 500 //在route-policy中调用
  • 可选非过渡
    • 不会被所有BGP路由器识别，接受时忽略该属性，不会将该属性传递给其他对等体和AS
    • MED（度量值）
      • 作用
        • 影响选路
        • 控制进入本AS的方向
      • 规则
        • 越小越优，默认为0
        • 只允许两个相邻的AS之间传递，收到的也不会向第三方AS传递
        • 1、自身始发的路由，MED会通告给IBGP和EBGP邻居
        • 2、从EBGP收到传递给IBGP时，携带MED值
        • 3、从IBGP收到传递给EBGP时，不携带
        • 4、从EBGP收到传递给EBGP时，不携带
    • Originator-ID（起源ID）
      • 作用
        • 用于防止集群内产生路由环路
      • 规则
        • 经过第一个RR添加
        • 只在AS内传递
        • 用客户端或非客户端的route-id填充
        • 传递过程中不发生改变
          • 如果存在多个RR，只会由第一个RR创建
        • 客户端接收的路由中，若originator-id中有自己的router-id，则不接收
    • Cluster-List（集群列表）
      • 作用
        • 防止集群间RR环路
      • 规则
        • 由第一个RR创建
        • 收到该属性后，检查router-id
          • 有，丢弃
          • 无，加入，并反射更新
• 优选原则
  • P(漂)L(亮)LAO(老)MEN(男人)
  • 1、该路由是到达目的地的唯一路由，直接优选
  • 2、优选协议首选值（PrefVal）最高的路由---[P]
    • 协议首选值（PrefVal）是华为设备的特有属性，该属性仅在本地有效
    • 越大越优，默认为0
  • 3、优选本地优先级（Local_Pref）最高的路由---[L]
    • EBGP之间传递路由不携带，只在本地有效
    • 越大越优，默认为100
  • 4、优选本地生成的---[L]
    • 手动聚合>自动聚合>network>import>邻居学习
  • 5、优选AS-PATH短的---[A]
  • 6、比较Origin属性：i>e>?---[O]
  • 7、优选MED值小的---[M]
    • 越小越优，默认为0
  • 8、EBGP>IBGP---[E]
  • 9、优选到BGP下一跳IGP度量值（metric）最小的路由---[N]
  • 10、优选cluster-list短的（有RR的情况）
  • 11、优选originator-id小的（有RR的情况）
  • 12、优选Router_ID最小的路由器发布的路由（同时是IBGP或EBGP邻居）
  • 13、优选具有较小IP地址的邻居学来的路由（同时是IBGP或EBGP）
• 负载
  • BGP负载配置： [AR3-bgp]maximum load-balancing 2 //配置BGP做2两条链路负载（全部，包含EBGP和IBGP）。 [AR3-bgp]maximum load-balancing ebgp 2 //配置EBGP做2两条链路负载。 [AR3-bgp]maximum load-balancing ibgp 2 //配置IBGP做2两条链路负载。 [AR3-bgp]load-balancing as-path-ignore //忽略AS-Path号必须相同，但数量还是要求一致。