BGP_边界网关协议——超详细

蔚落 2021-07-26 23:16 466阅读 0赞

### BGP边界网关协议 ###

*  一.BGP概述
 *   *  二.BGP特点
     *   *  三.BGP分类
 *  四.BGP工作原理
 *   *   *  五.配置BGP命令
         *   *  六.BGP选路
             *   *  七.BGP选路配置

# 一.BGP概述 #

1.BGP：边界网关协议  
是一种实现自治系统AS之间的路由可达，并选择最佳路由的距离矢量路由协议  
AS:自治系统，在同一组织管理下，使用相同策略的设备的集合，不同AS通过AS号区分  
取值范围：1-65535，

## 二.BGP特点 ##

1.BGP使用TCP作为其传输层协议(监听端口号为179)，提高了协议的可靠性。  
2.BGP是外部路由协议，用来在AS之间传递数据，对稳定性要求非常高。因此用TCP协议的高可靠性来保证BGP协议的稳定性。  
**3.BGP的对等体之间必须逻辑上连通，并进行TCP连接。目的端口号为179，本地端口号任意。**  
4.BGP对等体和IGP对等体不同，BGP对等体(Peer)是指使用TCP建立连接的两端，而非与IGP同概念的直连邻居，只要TCP能够建立连接并不一定需要直连。  
**5.BGP本身只负责控制路由，数据转发依然靠静态或IGP路由。**  
6.BGP支持无类别域间路由CIDR。  
7.路由更新时，BGP只发送更新的路由，大大减少了BGP传播路由所占用的带宽，适用于在Internet上传播大量的路由信息。  
8.BGP是一种增强的距离矢量路由协议，从设计上避免了环路的发生。  
**9.AS之间:BGP通过携带AS\_Path信息标记途经的AS，带有本地AS号的路由将被丢弃，从而避免了域间产生环路。**  
**10.AS内部:BGP在AS内学到的路由不会再通告给AS内的BGP邻居，避免了AS内产生环路。**  
11.BGP提供了丰富的路由策略，能够对路由实现灵活的过滤和选择。  
12.BGP提供了防止路由振荡的机制(路由衰减)，有效提高了Internet网络的稳定性。  
13.BGP易于扩展，能够适应网络新的发展(ipv4单/组播、 vpv4单/组播)。主要是通过TLV进行扩展。  
**特点总结：**  
BGP通过TCP连接  
端口号179  
对等体：逻辑上连接（tcp连接）  
支持子网划分  
只会发送更新的路由信息  
BGP只负责控制路由，数据转发依然靠静态或IGP路由  
AS之间：BGP通过AS-path 记录AS号，同号丢弃，避免环路  
AS内部：BGP在AS内学到的路由不会通告，不会再传

### 三.BGP分类 ###

BGP按照运行方式分为EBGP和IBGP  
**EBGP：**  
\*\*运行于不同AS之间的BGP称为EBGP。\*\*为了防止AS内产生环路，当BGP设备接收EBGP对等体发送的路由时，会将带有本地AS号的路由丢弃。

**IBGP：**  
\*\*运行于同一AS内部的BGP称为IBGP。\*\*为了防止AS内产生环路，BGP设备不将从IBGP对等体学到的路由通告给其他IBGP对等体,并与所有IBGP对等体建立全连接。为了解决IBGP对等体的连接数量太多的问题，BGP设计了反射器和BGP联盟。

# 四.BGP工作原理 #

**BGP报文**：建立对等体关系（5个报文）  
**1.Open报文:用于协商BGP对等体的各项参数**，主要包括BGP版本(V4) 、AS号等信息，建立BGP对等体连接。Open是TCP连接建立后发送的第一个报文  
**2.Update报文:用于在对等体之间交换路由信息。**  
连接建立后，有路由需要发送或者路由变化时，发送Update通告对端可达或者撤销路由信息及路径属性。  
**3.Notification报文:用于中断BGP连接。**  
当BGP在运行中发现错误时，发送Notification报文通告BGP对端，随后与之相关的邻居关系将被关闭。  
**4.Keepalive报文:用于保持BGP连接。( 保活)**  
定时发送Keepalive报文以保持BGP对等体关系的有效性。响应收到的正确的Open报文  
**5.Route-refresh报文**:用于在改变路由策略后软复位BGP路由表请求对等体重新发送路由信息。只有支持**路由刷新**(Route-refresh)能力的BGP设备会发送和响应此报文。

**BGP状态机：6状态**  
BGP对等体的交互过程中存在6种状态机:空闲(Idle) 、连接(Connect) 、活跃(Active) 、Open报文已发送(OpenSent) 、Open报文已确认(OpenConfirm) 和连接已建立(Established) 。  
在BGP对等体建立的过程中，通常可见的3个状态是: Idle、 Active 和Established。  
1.Idle状态是BGP初始状态。在idle状态下，BGP拒绝邻居发送的连接请求。只有在收到本设备的Start事件后，BGP才开始尝试和其它BGP对等体进行TCP连接，并转至Connect状态。  
2.在Connect状态下，BGP启动连接重传定时器(Connect Retry) ，等待TCP完成连接。  
●如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送Open报文，并转至OpenSent状态。  
●如果TCP连接失败，那么BGP转至Active状态，反复尝试连接。  
●如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP继续尝试和其它BGP对等体进行TCP连接，停留在Connect状态。  
3.在Active状态下，BGP总是在试图建立TCP连接。  
●如果TCP连接成功，那么BGP向对等体发送Open报文，关闭连接重传定时器，并转至openSent状态。  
●如果TCP连接失败，那么BGP停留在Active状态。  
●如果连接重传定时器超时，BGP仍没有收到BGP对等体的响应，那么BGP转至Connect状态。  
4.在OpenSent状态下，BGP等待对等体的Open报文，并对收到的Open报文中的AS号、版本号、认证码等进行检查。  
●如果收到的Open报文正确，那么BGP发送Keepalive报文，并转至OpenConfirm状态。  
●如果发现收到的0pen报文有错误，那么BGP发送Notification报文给对等体，并转至Idle状态。  
5.在OpenConfirm状态下，BGP等待Keepalive或Notification报文。如果收到Keepalive报文，则转至Established状态， 如果收到Notification报文，则转至Idle状态。  
6.在Established状态下，BGP可以和对等体交换Update、 Keepalive、 Route-refresh报文和Notification报文。  
●如果收到正确的Update或Keepalive报文，那么BGP就认为对端处于正常运行状态，将保持BGP连接。  
●如果收到错误的Update或Keepalive报文，那么BGP发送Notification报文通知对端，并转至Idle状态。  
●如果收到Notification报文，那么BGP转至Idle状态。  
●如果收到TCP拆链通知，那么BGP断开连接，转至Idle状态。  
●Route-refresh报文不会改变BGP状态。  
**BGP对等体之间的交互原则**（9个原则）  
BGP设备将最优路由加入BGP路由表，形成BGP路由。BGP设备与对等体建立邻剧关系后，采取以下交互原则：  
1.从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体  
2.从EBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备发布给它所有EBGP和IBGP对等体  
3.当存在多条到达同一目的地址的有效路由时，BGP设备只将最优路由发布给对等体  
4.路由更新时，BGP设备只发送更新的BGP路由  
5.所有EBGP对等体发送的路由，BGP设备都会接收  
6.所有EBGP对等体在传递过程中下一跳改变  
7.所有IBGP对等体在传递过程中下一跳不变  
8.默认EBGP传递时TTL值为1  
9.默认IBGP传递时TTL值为255

### 五.配置BGP命令 ###

先在OSPF中的AS配置  
\[R7\]ospf 1  
\[R7-ospf-1\]area 0  
\[R7-ospf-1-area-0.0.0.0\]network 10.0.24.0 0.0.0.255  
\[R7-ospf-1-area-0.0.0.0\]network 7.7.7.7 0.0.0.0  
配置BGP：  
\[R1\]bgp 100 ——\#创建bgp编号为100 (也就是AS100)  
\[R1-bgp\]router-id 1.1.1.1 ——\#配置BGP的Router ID  
\[R1-bgpl peer 2.2.2.2 as-number 100 ——\#指定对等体的回环网口IP地址及其所属的AS编号  
\[R1-bgp\]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0 ——\#更新发送bgp报文的接口为Loopback0接口  
\[R1-bgp\] peer 3.3.3.3 as-number 100  
\[R1-bgp\]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0  
\[R3-bgp\]peer 2.2.2.2 next-hop-local——\#ASBR从ebgp邻居学习到的路由传递给ibgp邻居时,修改该命令  
\[R3-bgp\]peer 7.7.7.7 ebgp-max-hop 2——\#两个AS之间用回环网口建的邻居要将它们的邻居的最大跳数改为2,默认的是1 (因为不是直连而是用Loopbacko接口,需要经过2个路由,而默认EBGP传递时TTL值为1)  
\[R3-bgp\]network 1.1.1.1 255.255.255.255 ——\#宣告指定的IGP、静态、默认路由进BGP进程

#### 六.BGP选路 ####

BGP选路：当存在多路径时，BGP只会将其选择出来最优路由通告给其他对等体  
路径属性分类：公认属性，可选属性  
**公认属性：**  
1.**公认必遵**：所有BGP实现都必须识别，Update报文必须携带  
2.**公认自觉**：所有BGP实现都必须识别，不要求Update报文必须携带  
**可选属性**：  
1.**可选传递**：设备不支持属性，即使不支持，也应接收包含该属性的路由  
2.**可选非传递**：设备不支持属性，不识别BGP进程，忽略包含这个属性的路由更新，不传递其他BGP对等体  
**BGP选路原则**  
１.如果此路由的下一跳不可达，忽略此路由  
２.Preferred-Value值数值越高越优先，华为私有属性，仅本地有意义  
３.Local-Preference值最高的路由优先  
４.聚合路由优先于非聚合路由  
５.本地手动聚合路由的优先级高于本地自动聚合的路由  
６.本地通过Network命令引入的路由的优先级高于本地通过Import-route命令引入的路由  
７.As-path的长度最短的路径优先  
８.比较Origin属性，IGP优于EGP，EGP优于Incomplete  
９.选择MED较小的路由  
10．EBGP路由优于IBGP路由  
11．BGP优先选择到BGP下一跳的IGP度量值最低的路径  
当以上全部相同，则为等价路由，可以负载分担（注意：AS\_Path必须一致，当负载分担时，以下3条原则无效）  
12．比较Cluster\_list长度，短者优先  
13．比较Originator\_ID（如果没有Originator\_ID，则用Router\_ID比较），选择数值较小的路径。  
14．比较对等体的IP地址，选择IP地址数值最小的路径。

##### 七.BGP选路配置 #####

BGP属性选路配置共12种方法，这里只提3种常用方法  
**１.根据local-prefernce控制选路（越大越优）**  
**只能在IBGP之间传递，不能在EBGP之间传递**  
为公认自决属性，用于告诉AS中的路由器，哪条路径是离开AS的首选路径Local\_Preference属性**只能在IBGP对等体间传递**（除非做了策略否则Local\_Preference值在IBGP对等体间传递过程中不会丢失），而**不能在EBGP对等体间传递**，如果在EBGP对等体间收到的路由的路径属性中携带了Local\_Preference，则会触发Notifacation报文，造成会话中断；但是可以在AS边界路由器上使用Import方向的策略来修改Local\_Preference属性值。也就是在收到路由之后，在本地为路由赋予Local\_Preference。

\[R3\]route-policy lop permit node 10  
创建名为lop的路由策略  
\[R3-route-policy\]apply local-prefernce 222  
设置本地优先级为222  
\[R3-route-policy\]quit  
\[R3\]bgp 200  
\[R3-bgp\]peer 4.4.4.4 route-policy lop export  
在R3上对R1执行出站export方向的路由策略，使得其在收到对方通告的路由后，在路由的local-prefernce的属性值改为222，使得R4优选R3通告的路由；如果此路由策略在R4配置则方向为入站import  
＜R3＞reset bgp all  
重启BGP  
＜R3＞refresh bgp all export  
**２.使用AS-PATH属性控制选路（越少越优）** （**IBGP，EBGP**中使用）

**为公认必遵属性**，**是前往目标网络的路由经过的AS号列表  
作用：确保路由在EBGP对等体之间传递无环；另外也作为路由优选的衡量标准之一**； 路由在被通告给EBGP对等体时，路由器会在该路由的AS\_Path中追加上本地的AS号；路由被通告给IBGP对等体时，AS-path不会发生改变 使用route-policy修改BGP路由的AS\_Path：  
apply as-path xxx additive 在已有AS\_Path基础上追加xxx  
apply as-path xxx overwrite 将已有AS\_Path值替换（覆盖）成xxx  
apply as-path none overwrite 清空路由的AS\_Path属性  
　使用route-policy修改BGP路由的AS\_Path时，可以在EBGP对等体之间改变EBGP路由的AS\_Path属性，从而影响BGP路由的优选。在华为路由器上，在IBGP对等体之间，也可以使用route-policy修改BGP路由的AS\_Path。无论何种场景，改变BGP路由的AS\_Path都必须十分谨慎，建议跟上一个经过的AS号保持一直。 Bestroute as-path-ignore命令 用来配置BGP在选择最优路由时忽略AS路径属性。配置该命令后，BGP将不比较AS路径的长度。缺省情况下，长度更小者优。  
　\[R2\]route-policy as permit node 10  
\[R2-route-policy\]apply as-path 123 123 123 additive  
**在已有AS\_Path基础上追加**  
\[R2-route-policy\]quit  
\[R2\]bgp 200  
\[R2-bgp\]peer 1.1.1.1 route-policy as export  
＜R2＞reset bgp all  
＜R2＞refresh bgp all export  
**（3）通过MED属性控制选路（越小越优）**  
**为可选非传递属性，是一种度量值一般情况下，BGP设备只比较来自同一AS（不同对等体）的路由的MED属性值**。可以通过配置命令来允许BGP比较来自不同AS的路由的MED属性值。执行compare-different-as-med命令后，系统将比较来自不同AS中的对等体的路由的MED值。  
\[R2\]route-policy med permit node 10  
\[R2-route-policy\]apply cost + 500  
\[R2-route-policy\]quit  
\[R2\]bgp 200  
\[R2-bgp\]peer 1.1.1.1 route-policy med export  
＜R2＞reset bgp all  
＜R2＞refresh bgp all export  
display bgp routing-table  
查BGP的路由表  
display bgp routing-table 目标网段  
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