BGP综合认知及配置

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BGP概念

自治系统AS

AS是指由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合。
BGP网络中的每个As都被分配一个唯一的AS号，用于区分不同的AS。
AS号分为2字节AS号和4字节AS号，其中2字节AS号的范围为1至65535，其中1-64511是互联网上注册公有AS号，类似公网IP地址：64512-65535是私有AS号，类似私网IP地址。4字节AS号的范围为1至4294967295，支持4字节AS号的设备能够与支持2字节AS号的设备兼容。IANA(互联网数字分配机构)负责AS号的分发。

中国电信163 AS号: 4134
中国电信CN2 AS号：4809
中国网通AS号：9929

BGP路由协议的特点:

1、BGP能够承载大批量的路由信息，能够支撑大规模网络。
2、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-
3、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。
4、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。
5、BGP对等体和IGP对等体不同，BCP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。
6、BGP本身只负责控制路由，数据转发依然靠静态或IGP路由。
7、BGP支持无类别域间路由CIDR。
8、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。
9、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。
10、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。
11、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。
12、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。
13、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。
14、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。

BGP分类:

BGP按照运行方式分为EBGP (External/Exterior BGP）和IBGP （Internal/Interior BGP)

EBGP：运行于不同As之间的BGP称为EBGP。为了防止AS间产生环路，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BGCP称为IBGP。为了防止AS内产生环路，BGP设备不将从IBG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设计了路由反射器和BGP联盟。

BGP的路由器号（Router-ID):

BGP的Router-ID是一个用于标识BGP设备的32位值，通常是IPv4地址的形式，在BGP会话建立时发送的open报文中携带。对等体之间建立BGP会话时，每个BGP设备都必须有唯一的Router ID，否则对等体之间不能建立BGP连接。

BGP的Router-ID在BGP网络中必须是唯一的，可以采用手工配置，也可以让设备自动选取。缺省情况下，BGP选择设备上的Loopback接口的IPv4地址作为BGP的Router-ID。如果设备上没有配置Loopback接口，系统会选择接口中最大的IPv4地址作为BGP的Router-ID.一旦选出Router-ID，除非发生接口地址删除等事件，否则即使配置了更大的地址，也保持原来的Router-ID。

BGP的工作原理：

BGP对等体的建立、更新和删除等交互过程主要有5种报文、6种状态机和9个原则。

BGP的 5种报文：

BGP对等体间通过以下5种报文进行交互，其中Keepalive报文为周期性发送，其余报文为触发式发送

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
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。
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。
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
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的6种状态机：

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0penSent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BCP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0penSent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0penConfirm状态。
如果发现收到的Open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，EGP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9个交互原则

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居关系后，采取以下交互原则：

从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体
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
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
路由更新时，BGP设备只发送更新的BGP路由
所有对等体发送的路由，BGP设备都会接收
所有EBGP对等体在传递过程中下一跳改变
所有IBGP对等体在传递过程中下一跳不变
默认EBGP传递时TTL值为1
默认IBGP传递时TTL值为255

BGP选路

路径属性定义

路径属性：path attributes，作用类似于metric（度量标准），用于度量BGP的路由优劣（用来进行选路）

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。★

BGP属性选路配置

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）

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。

2.使用AS-PATH属性控制选路（越少越优）

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。

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。

多网段情况下只匹配某一网段选路

Origin属于公有必遵，用来定义路径信息的来源，其作用是标记一条路由是怎么成为BGP路由的，EBGP邻居之间起作用，它有三种属性：
IGP（i）：优先级最高--------- EGP(e): 优先级次之--------- lncomplete（？）：优先级最低
ip ip-prefix 1 permit 100.0.1.0 24

route-policy RP permit node 10
if-match ip-prefix 1
apply origin incomplete
route-policy RP permit node 20

bgp 100
network 100.0.1.0 24
peer 10.1.13.3 as-number 345
peer 10.1.13.3 route-policy RP export

BPG路由反射器

在AS内部，为保证IBGP对等体之间的连通性，需要在IBGP对等体之间建立全连接关系。当IBGP对等体数目很多时，建立全连接网络的开销很大。使用路由反射器RR（Route Reflector）可以解决这个问题。

集群ID用于防止集群内多个路由反射器和集群间的路由环路。当一个集群里有多个路由反射器时，必须为同一个集群内的所有路由反射器配置相同的集群ID。

—RR向IBGP邻居发布路由规则如下:

从非客户端学到的路由，发布给所有客户端。
从客户端学到的路由，发布给所有非客户端和客户端（发起此路由的客户端除外）。
从EBGP对等体学到的路由，发布给所有的非客户端和客户端。

BGP路由聚合（汇总）

建议使用第二种方案，能起到防环的作用

方案一
创建静态汇总路由
[R7-bgp]network 192.168.0.0 255.255.252.0
将这个聚合的路由通告出去
[R7]ip route-static 192.168.0.0 255.255.252.0 NULL0
将聚合的路由通告出去，因为在手动汇总的这个192.168.0.0在路由表中是不存在的的，要把它加入到NULL0里才能在bgp进程里用上面的network来通告这条路由
方案二
[R7-bgp]aggregate 192.168.0.0 255.255.252.0 detail-suppressed as-set
配置手动路由聚合用aggregate，detail-suppressed是抑制明细路由的通告，增加as-set关键字后，该汇总路由将继承明细路由的路径属性，其中对明细路由AS_Path属性可以起到汇总路由防环作用

实验配置

在这里插入图片描述

[R1]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 13.0.0.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]un sh
[R1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]un sh
[R1-GigabitEthernet0/0/0]q
[R1]int loo 0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[R1-LoopBack0]q
[R1]ip route-static 2.2.2.2 32 12.0.0.2
[R1]ip route-static 3.3.3.3 32 13.0.0.3
[R1]bgp 100
[R1-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 200
[R1-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0
[R1-bgp]peer 2.2.2.2 ebgp-max-hop 2
[R1-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 200
[R1-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0
[R1-bgp]peer 3.3.3.3 ebgp-max-hop 2
[R1-bgp]q
[R1]bgp 100
[R1-bgp]net 1.1.1.1 255.255.255.255
[R1-bgp]q

[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]un sh
[R2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 24.0.0.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]un sh
[R2-GigabitEthernet0/0/1]q
[R2]int loo 0
[R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32
[R2-LoopBack0]q
[R2]ospf
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 24.0.0.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 2.2.2.2 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[R2-ospf-1]q
[R2]ip route-static 1.1.1.1 32 12.0.0.1
[R2]bgp 200
[R2-bgp]peer 1.1.1.1 as-number 100
[R2-bgp]peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack 0
[R2-bgp]peer 1.1.1.1 ebgp-max-hop 2
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 200
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0
[R2-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 200
[R2-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0
[R2-bgp]peer 4.4.4.4 next-hop-local
[R2-bgp]q
[R2]bgp 200
[R2-bgp]net 2.2.2.2 255.255.255.255
[R2-bgp]net 3.3.3.3 255.255.255.255
[R2-bgp]net 4.4.4.4 255.255.255.255
[R2-bgp]net 1.1.1.1 32
[R2-bgp]q

[R3]int g0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 13.0.0.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]un sh
[R3-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 34.0.0.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]un sh
[R3-GigabitEthernet0/0/0]q
[R3]int loop 0
[R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32
[R3-LoopBack0]q
[R3]ospf
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]net 34.0.0.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]net 3.3.3.3 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[R3-ospf-1]q
[R3]ip route-static 1.1.1.1 32 13.0.0.1
[R3]bgp 200
[R3-bgp]peer 1.1.1.1 as-number 100
[R3-bgp]peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack 0
[R3-bgp]peer 1.1.1.1 ebgp-max-hop 2
[R3-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 200
[R3-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0
[R3-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 200
[R3-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0
[R3-bgp]peer 4.4.4.4 next-hop-local
[R3-bgp]q
[R3]bgp 200
[R3-bgp]net 3.3.3.3 255.255.255.255
[R3-bgp]net 2.2.2.2 255.255.255.255
[R3-bgp]net 4.4.4.4 255.255.255.255
[R3-bgp]net 1.1.1.1 32
[R3-bgp]q

[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip add 34.0.0.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/0]un sh
[R4-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ip add 24.0.0.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/1]un sh
[R4-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[R4-GigabitEthernet0/0/2]ip add 45.0.0.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/2]un sh
[R4-GigabitEthernet0/0/2]q
[R4]int loo 0
[R4-LoopBack0]ip add 4.4.4.4 32
[R4-LoopBack0]q
[R4]ospf
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 24.0.0.0 0.0.0.255
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 34.0.0.0 0.0.0.255
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 4.4.4.4 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[R4-ospf-1]q
[R4]ip ro
[R4]ip route
[R4]ip route-static 5.5.5.5 32 45.0.0.5
[R4]bgp 200
[R4-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 200
[R4-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0
[R4-bgp]peer 2.2.2.2 next-hop-local
[R4-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 200
[R4-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0
[R4-bgp]peer 3.3.3.3 next-hop-local
[R4-bgp]peer 5.5.5.5 as-number 300
[R4-bgp]peer 5.5.5.5 connect-interface LoopBack 0
[R4-bgp]peer 5.5.5.5 ebgp-max-hop 2
[R4-bgp]q
[R4]bgp 200
[R4-bgp]net 4.4.4.4 255.255.255.255
[R4-bgp]net 5.5.5.5 255.255.255.255
[R4-bgp]net 2.2.2.2 32
[R4-bgp]net 3.3.3.3 32
[R4-bgp]q

[R5]int g0/0/2
[R5-GigabitEthernet0/0/2]ip add 45.0.0.5 24
[R5-GigabitEthernet0/0/2]un sh
[R5-GigabitEthernet0/0/2]q
[R5]int loo 0
[R5-LoopBack0]ip add 5.5.5.5 32
[R5-LoopBack0]q
[R5]ip route-static 4.4.4.4 32 45.0.0.4
[R5]bgp 300
[R5-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 200
[R5-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0
[R5-bgp]peer 4.4.4.4 ebgp-max-hop 2
[R5-bgp]q
[R5]bgp 300
[R5-bgp]net 5.5.5.5 255.255.255.255
[R5-bgp]net 4.4.4.4 32
[R5-bgp]q

在这里插入图片描述
根据local-prefernce控制选路，使得R4优选R3通告的路由
[R3]route-policy lop permit node 10
[R3-route-policy]apply local-preference 222
[R3-route-policy]q
[R3]bgp 200
[R3-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy lop export
[R3-bgp]q
[R3]q
refresh bgp all export
在R4中使用dis bgp routing-table命令查看

在这里插入图片描述
使用AS-PATH属性控制选路
[R2]route-policy as permit node 10
[R2-route-policy]apply as-path 123 123 additive
[R2-route-policy]q
[R2]bgp 200
[R2-bgp]peer 1.1.1.1 route-policy as export
[R2-bgp]q
[R2]q
refresh bgp all export

在这里插入图片描述
通过MED属性控制选路
[R2]route-policy med permit node 10
[R2-route-policy]apply cost + 6666
[R2-route-policy]q
[R2]bgp 200
[R2-bgp]peer 1.1.1.1 route-policy med export
[R2-bgp]q
[R2]q
refresh bgp all export

在这里插入图片描述