BGP
- BGP基础知识
- 【1】BGP相关知识
- 【2】BGP的特点
- 【3】BGP数据包
- 【4】BGP的工作过程
- 【5】BGP的路由黑洞问题
- 【6】BGP的防环机制 –水平分割
- BGP配置
- 【1】BGP基本配置
- BGP邻居关系建立
- BGP的宣告
- 【2】BGP的宣告问题
- 【3】BGP的自动汇总问题
- 【4】BGP的认证
- 【5】BGP的聚合（汇总）
- BGP的属性
- 【1】基础属性
- 【2】BGP选路规则
- 【3】BGP的社团属性
BGP基础知识
【1】BGP相关知识
BGP(边界网关协议）
属于无类别的路径矢量协议；是EGP协议中最流行的技术，工作在AS之间；
- EGP（外部网关路由协议）—— BGP
- IGP（内部网关路由协议）—— RIP、OSPF、EIGRP
AS（自治系统）
全球网络—范围、管理域
AS号
- 标准 由16位二进制构成 ，范围0-65535，其中1~64511为公有 ， 64512~65535为私有
- 扩展 由32位二进制构成
BGP类似于一个升级版的重发布
注：BGP协议本身不产生路由，而是转发本地路由表中来自其他协议生成的路由条目；AS之间正常存在大量的BGP邻居关系，且BGP协议不会计算最佳路径；因此在BGP协议中管理员需要进行策略来干涉选路;
IGP协议追求
- 无环（选路佳）
- 收敛快
- 占用资源少
EGP协议的追求
- 可控性强（管理员可以方便进行策略干涉选路）
- 可靠性
BGP协议设备间需要交互大量的路由条目，但又不能选择周期更新来占用链路资源，故只能进行触发更新；且BGP协议工作环境中为节约成本，必然出现非直连需要建立邻居关系—单播邻居。所以BGP协议直接基于TCP工作 ，数据传输前进行三次握手，断开连接前进行四次挥手，有 4种可靠传输机制 （确认，排序，重传，流控）
注：TCP只能基于单播工作
单播—需要IP可达—依赖IGP，所以BGP承载于IGP之上 - AS-BY-AS 即以一个AS为一跳；
【2】BGP的特点
- 无类别路径矢量——距离矢量的升级版（AS–BY–AS）
- 使用单播更新来发送所有信息；基于TCP 179端口工作
- 增量更新–仅触发无周期
- 具有丰富的属性来取代IGP中度量进行选路----多个参数控制协议
- 可以在进项和出项对流量实施强大的策略–可控性
- 默认不被用于负载均衡-----通过各种选路规则仅仅产生一条最佳路径
- BGP支持认证和聚合（汇总）
注：不可以认为汇总可以解决问题，有时候可能会影响选路，BGP中汇总减少的路由条目是有限的，有些条目会携带一些路由明细
【3】BGP数据包
BGP基于TCP的179端口工作；故BGP协议中所有的数据包均需要在tcp会话建立后，基于TCP的会话来进行传输及可靠性的保障；
首先通过TCP的三次握手来寻找到邻居；
类型：
Open
仅负责邻居关系的建立，正常进收发一次即可；携带route-id，hold time 默认为 3min
Keeplive
负责保活 ，周期为 1min，查询邻居关系是否存在；实际保活TCP会话；
Update
携带路由条目，目标网络号+各种属性（其他是度量）
Notification
出现错误数据时收发
【4】BGP的工作过程
1、配置完成后，邻居间单播TCP三次握手，目标端口179，建立TCP的会话；之后所有的BGP协议数据包基于该会话进行传输；
会话建立后，邻居间正常收发一次open报文建立BGP的邻居关系，生成邻居表；
BGP协议的open报文中将携带本地的RID—生成方式和OSPF一致；仅需要本地及本地所有邻居唯一即可；
邻居关系建立后，默认每1min，使用keeplive周期保活邻居关系（周期保活TCP会话）
2、邻居关系建立后，管理员选择性将本地路由表中通过任意来源获取的路由条目，向BGP协议中进行宣告；使用updata数据包进行邻居间路由共享；之后生成BGP表；— 装载本地发出及接收到的所有路由条目；
默认将最优路径加载于路由表中（最优-仅仅基于BGP的选路规则，不一定为最佳路径；BGP默认不支持负载均衡）
3、收敛完成，仅keeplive周期保活即可；
4、若出现错误信息，邻居间将使用Notification报文进行报错操作
5、结构突变
- 新增 — 本地使用updata向本地所有邻居告知，前提该路由不被已经发出的聚合路由包含
- 断开 — 本地使用updata向本地所有邻居告知，前提该路由不被已经发出的聚合路由包含
只有到聚合条目中包含的所有明细路由均在本地失效，才告知邻居删除聚合条目 - 无法沟通 — hold time为3min，如果连续3次未收到邻居的keeplive包；则断开邻居关系、TCP会话，删除从该邻居处学习到的所有路由；
名词
邻居—直连 因为BGP协议中存在非直连邻居的需求，故BGP邻居称为毗邻关系；
EBGP邻居关系 ---- 外部BGP邻居关系，建邻的两台设备处于不同的AS中
IBGP邻居关系 ---- 内部BGP邻居关系，建邻的两台设备处于相同的AS中
【5】BGP的路由黑洞问题
什么是路由黑洞
假设A上有环回，图中所有跑BGP协议的路由器都知道了A上有的环回，形成控制层可达，但是真正ping的时候，E要通过DC传递，但DC没有到A的路由，数据层不可达，造成路由黑洞
（DC没有A的路由的原因：A把路由给B，B把路由给E，需经过DC，DC可看到这条路由，但是不加表，因为BGP的每一个包是单播包，DC只负责路由转发，没有资格去查看）定义：非直连建邻到达控制层面路由条目可传递，递归计算路由达；而实际数据层面流量在经过没有运行BGP协议的路由器时无法通过，最终有去无回
解决方法
- 物理、逻辑拓扑全连 – 物理链路直连、或者VPN
- 邻居关系全连 – 网络中所有设备运行BGP
- BGP重发布到IGP（LAB）
- MPLS 多协议标签交换 – 推荐做法
【6】BGP的防环机制 –水平分割
EBGP水平分割
依赖了BGP路由条目中的一种属性（AS-PASH路径属性）来进行防环；BGP协议在传递路由条目的过程中，将记录所有经过的AS的编号；
EBGP水平分割：接收到的路由条目中，若存在本地的AS号将拒绝该条目进入；
IBGP水平分割
本地从一个IBGP邻居处学习到的路由条目，不得传递给本地的其他IBGP邻居；
注：AS-BY-AS在一个AS内部条目传递的过程中，默认不会修改任何的属性；
由于BGP可以非直连建立邻居关系，故在一个AS内部，可以通过与多台运行BGP协议的路由器建立BGP邻居关系，来稳定关系网络；因此在一个AS内部运行BGP协议的设备，正常均存在EBGP邻居（均同时连接其他AS），在IBGP水平分割的限制下，虽然避免了IBGP的环路产生，但同时也使得AS内部为了能够传递路由条目，必须两两间建立IBGP邻居关系，邻居关系成指数上升，配置量巨大；后期可以依赖打破水平分割的机制来解决—联邦、路由反射器
BGP配置
【1】BGP基本配置
BGP邻居关系建立
（与路由条目宣告是分开的配置的）
直连的EBGP邻居关系建立
[r1]bgp 1 启动BGP协议，启动时需要键入AS号；没有多进程概念
[r1-bgp]router-id 1.1.1.1 建议配置RID；若不配置将自动生成—规则同OSPF相同
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 as-number 2 对端IP地址，及对端所在的AS编号IBGP邻居关系建立
在一个AS内部，拓扑正常较为负载；建议使用环回接口地址作为源、目标ip地址；存在备份链路，同时可以多条物理链路传递；
[r2]bgp 2
[r2-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 2 对端环回接口ip地址，及对端所在AS号
切记：一旦使用环回接口建立BGP的邻居关系；必须将源地址也修改为环回接口
[r2-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0EBGP邻居关系建立（存在多条物理链路）
EBGP邻居间存在多条物理链路时，也建议使用环回接口地址来建立
- IP可达，建议静态路由
- 正常环回做为源、目ip地址建立邻居关系
- 默认IBGP邻居间数据包的TTL值为255，EBGP邻居间TTL为1；故一旦使用环回建立ebgp邻居关系，必须修改TTL值，否则无法建立
[r4-bgp]peer 5.5.5.5 ebgp-max-hop 2当建邻配置完成后，邻居间通过三次握手，建立TCP的会话
[r2]display tcp status当TCP会话建立后，邻居间BGP协议将正常收发一次open报文，建立BGP邻居关系；生成邻居表：
[r2]display bgp peer
BGP local router ID : 2.2.2.2
Local AS number : 2
Total number of peers : 1 Peers in established state : 1
Peer V AS MsgRcvd MsgSent OutQ Up/Down State PrefRcv
12.1.1.1 4 1 8 8 0 00:06:36 Established 0表格最后的数值，标识本地从该邻居处学习到的路由条目的数量；
BGP的宣告
运行BGP协议的路由可以宣告本地路由表中通过任何协议获取到的路由条目—静态、IGP、直连； 而本地通过BGP协议学习到的路由，只要在本地依然优秀，将继续将本地的其他BGP邻居传输；
注意：宣告时，宣告的条目必须同本地路由表中的记录完全一致
[r1-bgp]network 1.1.1.0 24一旦进行宣告配置，条目将加载于本地的BGP表（装载本地发出及接收到的所有路由信息）中；
[r1]display bgp routing-table 查看BGP表
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: 1
Network NextHop MED LocPrf PrefVal Path/Ogn
*> 1.1.1.0/24 0.0.0.0 0 0 i状态 目标网络号 属性
状态—* 可用 > 优秀 *>同时存在则可以加表（路由表） 可以传递（传递给本地的其他BGP邻居）
状态处若出现i代表该条目是本地通过IBGP邻居学习到的
优秀的条件：
- 1.同步问题（默认不关注）
- 2.下一跳可达
基于AS-BY-AS规则，条目在一个AS内部传递时将不修改条目属性；导致通过IBGP邻居学习到的BGP路由可能出现下一跳不可达；导致条目不优；
[r2-bgp]peer 3.3.3.3 next-hop-local
将BGP路由传递给本地的邻居3.3.3.3时修改下一跳地址为本地与3.3.3.3建立邻居关系的源ip地址当路由条目传递给本地的EBGP邻居时，属性将自动发生变化，包括下一跳地址；
备注：在BGP协议中，若通过本地传递过来的路由条目，与本地路由表中已经存在且用于建立BGP邻居关系的路由相同时，该条目将不能优秀；
【2】BGP的宣告问题
1、在BGP协议中每台运行BGP的设备上，宣告本地直连路由
2、在BGP协议中运行BGP协议的设备来宣告，通过IGP学习到的，未运行BGP协议设备产生的路由；
在BGP协议中宣告本地路由表中路由条目时，将携带本地到达这些目标的IGP度量值；传递到BGP邻居处；其他AS设备便于选择离目标最近的EBGP邻居；
若一台BGP设备，通过IBGP邻居学习到一条路由，存在度量值；同时本地需要将这些路由传输给本地其他的EBGP邻居时，只能将度量取消，按0进行传输；导致选路参考值不优；
故，建议在一个AS中若需要BGP设备宣告某条路由，那么该AS内所有运行BGP协议的设备均宣告；–便于其他AS的BGP设备判断自己的EBGP邻居，那台离目标更近；
【3】BGP的自动汇总问题
当代的路由器设备，默认就关闭了BGP的自动汇总功能;
自动汇总规则与正常BGP协议共享，或在BGP协议通过network宣告命令产生的路由条目无关；
仅针对从IGP重发布到BGP的路由条目；
BGP中的宣告可以理解为是逐条的重发布IGP路由到BGP；BGP中中将IGP重发布到BGP，可以理解为是批量的将IGP路由宣告到BGP 协议；但两种操作产生的路由条目其起源属性不同，宣告优于重发布；
在开启了自动汇总的前提下，重发布进入的路由将不携带子网掩码，按主类掩码进入；不携带本地到达目标的度量值，度量为0；若关闭自动汇总，进入路由将正常携带掩码，且携带度量；此时和宣告路由仅起源属性不同；故建议不要开启自动汇总；
既然在一个AS中建议所有运行BGP协议的设备均宣告相同路由，那么若进行重发布配置，也建议所有运行BGP协议的设备均进行重发布；
【4】BGP的认证
邻居间进行身份核实的方法；
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 password cipher cisco123 邻居间需要秘钥一致，传递出去的秘钥必然被加密【5】BGP的聚合（汇总）
1、不是BGP的标志汇总思路，而是利用了BGP的宣告的特征来简化了汇总配置量；
宣告特征—本地路由表中任何方式产生的路由均可被BGP宣告；
不逐条宣告明细路由，仅在更新源BGP设备上配置一条到达聚合地址的空接口防环路由，然后将其宣告到BGP协议中；
在实际工程中，由于AS之间一定存在大量的EBGP邻居关系；因此仅汇总不能做到优选路径，必须在传递聚合条目的同时，再传递部分的明细路由来进行选路控制；
以上的汇总配置完成后，若还需要同时传输部分明细路由，再逐一宣告需要传递的明细路由即可；
2、标准的BGP聚合配置
1）选逐条宣告所有的明细路由
2）再在更新源路由上进行聚合配置，自动产生空接口防环路由
[r5-bgp]aggregate 100.100.0.0 22 此时聚合与所有明细条目均传递
[r5-bgp]aggregate 100.100.0.0 22 detail-suppressed 仅传递聚合条目，所有明细路由被抑制若需要在传递聚合条目的同时，再传递部分的明细路由；需要进行路径传递干涉策略；
3、路由传递干涉策略
1）抑制列表 – 先让设备将所有路由传递出去,再调用抑制策略
[r5]ip ip-prefix a permit 100.100.1.0 24
[r5]route-policy a permit node 10
[r5-route-policy]if-match ip-prefix a
[r5-route-policy]q
[r5]bgp 3
[r5-bgp]aggregate 100.100.0.0 22 suppress-policy a被抑制调用时，表中允许的流量最终反而被抑制传输
2）Route-map 在BGP中将route-map当分发列表用
[r5]ip ip-prefix b permit 100.100.1.0 24
[r5]route-policy b deny node 10
[r5-route-policy]if-match ip-prefix b
[r5-route-policy]q
[r5]route-policy b permit node 20
[r5-route-policy]q
[r5]bgp 3
[r5-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy b ?
export Specify export policy 控制层面的出项
import Specify import policy 控制层面的入向
[r5-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy b export3）分发列表
[r5]ip ip-prefix c deny 100.100.1.0 24
[r5]ip ip-prefix c permit 0.0.0.0 0 le 32
[r5]bgp 3
[r5-bgp]filter-policy ip-prefix c export(控制层面方向)4）前缀列表 – BGP协议中可以直接将前缀列表作为分发列表调用
[r5]ip ip-prefix d deny 100.100.1.0 24
[r5]ip ip-prefix d permit 0.0.0.0 0 le 32
[r5]bgp 3
[r5-bgp]peer 4.4.4.4 ip-prefix d export六、有条件的打破IBGP水平分割
在一个AS中一台设备运行了BGP协议，那么正常应该都连接了其他的AS，存在EBGP邻居关系；又由于IBGP的水平分割规则，导致从外部学习到的路由传递给本地AS时，需要和本AS中所有运行BGP协议的设备逐一建立IBGP邻居关系；----两两间均为IBGP邻居关系，建立数量成指数上升；
所谓有条件的打破，是指在保障无环的前提下消除IBGP水平分割机制；–AS-BY-AY
【1】路由反射器
角色：RR反射器 客户端 非客户端
无论客户端还是非客户端都必须是RR的IBGP邻居； 由RR作为中心点与多个客户端、非客户端构成一个簇（组）；在一个簇内存在一台RR和至少一台客户端；也可以一台RR和多个客户端、多个非客户端；或者一个RR与多个客户端，没有非客户端；
反射规则：不优路由不能被传递，自然也不能被反射；
1、RR从一个EBGP邻居处学习到的路由，可以传输给客户端、非客户端，已经本地的其他EBGP邻居；
2、RR从一个客户端学习到的路由，可以传递给本地其他的客户端、非客户端、其他的EBGP邻居；
3、RR从一个非客户端学习到的路由，可以传递给本地的其他客户端、EBGP邻居；不能传递给其他的非客户端；
[r3-bgp]peer 2.2.2.2 reflect-client
邻居2.2.2.2成为本地的客户端，同时本地成为RR【2】联邦
将一个AS，逻辑的分为多个小AS；对外依然遵循大AS号传递规则；但小AS间为联邦内的EBGP邻居关系，可以向EBGP关系一样传递路由，但默认不对属性进行修改；
1)所有操作基于小AS号进行；
2)AS内所有设备需要定义自己所在的大AS号
3)小AS间的BGP设备需要告知对端的小AS号
[r3]bgp 64512
[r3-bgp]router-id 3.3.3.3
[r3-bgp]confederation id 2 申明本地的大AS号
[r3-bgp]confederation peer-as 64513 告知本地直连的其他小AS号，若没有直连到其他小AS不用配置
[r3-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 64512
[r3-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack 0
[r3-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 64513
[r3-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0
[r3-bgp]peer 4.4.4.4 ebgp-max-hop注：在实际工程中，反射器与联邦技术协同工作在一个网络拓扑中；
BGP的属性
【1】基础属性
【1】
传播范围 默认值 大/小 优
1、PrefVal（优先级） 不传播 0-65535 大该属性为私有属性（华为）
[r3]bgp 2
[r3-bgp]peer 4.4.4.4 preferred-value 1
本地所有通过4.4.4.4邻居学习到的BGP路由，优先级全部修改为1；负载分担：访问不同目标时，让路由器选择不同的路径；起到所有路径被使用效果；
路由策略来实现—在BGP路由控制层面传递的过程中，抓取路由修改属性
[r3]ip ip-prefix p permit 1.1.1.0 24 抓住网络号
[r3]route-policy p permit node 10 定制策略
[r3-route-policy]if-match ip-prefix p 匹配流量
[r3-route-policy] apply preferred-value 1 修改优先级属性
[r3-route-policy]q
[r3]route-policy p permit node 20 由于路由策略存在分发列表的功能，必须考虑空表
[r3-route-policy]q
[r3]bgp 2
[r3-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy p import 和邻居传递路由的控制层面方向调用；优先级不传播的特性，只能在本地的入方向调用；
【2】
传播范围 默认值 大/小 优
2、LocPrf 本地优先级 整个AS内部-IBGP邻居间 100（0-255） 大用于干涉IBGP邻居关系下选路最常用属性；
[r4-bgp]default local-preference 1 本地传递路由给本地所有IBGP邻居时，修改属性为1；
负载分担：
[r3]ip ip-prefix l permit 1.1.1.0 24
[r3]route-policy l permit node 10
[r3-route-policy]apply local-preference 101
[r3-route-policy]if-match ip-prefix l
[r3-route-policy]q
[r3]route-policy l permit node 20
[r3-route-policy]q
[r3]bgp 2
[r3-bgp]peer 4.4.4.4 route-policy l import 可以在IBGP邻居关系间的出或入方向调用【3】优先本地下一跳
本地在bgp协议中宣告本地路由表中的IGP路由时，在本地的BGP表中下一跳地址为0.0.0.0；
而通过BGP从其他邻居处学习到的路由，下一跳地址正常不为0.0.0.0；本地优选0.0.0.0的路由传递给本地的其他BGP邻居；
【4】AS-PATH – 记录条目经过的所有AS编号
注意AS号的添加，一定是在EBGP邻居间进行的；
优选经过的AS号数量最少的路径；同时该属性用于EBGP水平分割，接收到路由条目中若存在本地的AS号将拒绝接收；
可以人为的在EBGP邻居关系间，增加AS号的数量来干涉选路；修改A路径，优选B路径；
因为人为操作只能添加，不能减少；
可以干涉到EBGP关系/IBGP关系选路，但只能在EBGP关系设备间配置；
ip ip-prefix as index 10 permit 1.1.1.0 24
route-policy as permit node 10
if-match ip-prefix as
apply as-path 3 4 5 additive
#
route-policy as permit node 20
bgp 2
peer 12.1.1.1 route-policy as import出向调用为 x 3 4 5 X代表实际经过过的AS
入向调用为 3 4 5 X X代表实际经过过的AS
新增AS号处于列表的最左端；
注：以上配置方式，若网络后端真实存在AS3/4/5.那么由于EBGP水平分割，将导致这些路由无法被学习；
解决方案：重复添加实际已经经过的AS编号来增加数量
[r2-route-policy]apply as-path 1 1 1 additive5、起源属性 – 该条目的来源—通过什么方法进入到BGP协议的
BGP宣告本地路由表中路由 i
将本地路由表中IGP路由重发布到BGP协议 ？
将本地路由表中EGP路由重发布到BGP协议 e
规则 i优于e优于？
[r3]ip ip-prefix o permit 1.1.1.0 24
[r3]route-policy o permit node 10
[r3-route-policy]if-match ip-prefix o
[r3-route-policy]apply origin egp 2 编写对端设备的AS号
[r3-route-policy]q
[r3]route-policy o permit node 20
[r3-route-policy]q
[r3]bgp 2
[r3-bgp]peer 2.2.2.2 route-policy o import控制层面流量的入或出接口调用均可；
【6】MED -多出口鉴别属性
BGP协议默认没有度量值，没有cost；所谓的MED就是人为的在路由条目中编写一个cost数值，干涉选路；
可用于干涉EBGP/IBGP关系下的选路；最常用于干涉EBGP关系选路；
常常用于AS1干涉AS2对AS1的选路；
<r1>ping -r -a 1.1.1.1 3.3.3.3
[r1]ip ip-prefix med permit 1.1.1.0 24
[r1]route-policy med permit node 10
[r1-route-policy]if-match ip-prefix med
[r1-route-policy]apply cost 2
[r1-route-policy]q
[r1]route-policy med permit node 20
[r1-route-policy]q
[r1]bgp 1
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 route-policy med export【2】BGP选路规则
比较前提，多条BGP路由目标相同，且均可优(下一跳可达、同步关闭)，具有相同的优先级（管理距离）
优选Preference_Value值最高的路由（私有属性，仅本地有效）。
不传递 权限最高属性 可以干涉EBGP/IBGP选路
优选本地优先级（Local_Preference）最高的路由。
IBGP邻居关系间传递 只能，最常干涉IBGP关系的选路
优选手动聚合>自动聚合>network>import>从对等体学到的。
优选AS_Path短的路由。
EBGP/IBGP关系均可被干涉，但只能在EBGP邻居间修改；
起源类型IGP>EGP>Incomplete。
起源属性 i优于e优于？； 可在控制层面任意接口修改；
对于来自同一AS的路由，优选MED值小的。
默认为0，宣告或重发布（关闭自动汇总）路由时携带本地到达目标的cost
最常用于干涉EBGP选路的属性
优选从EBGP学来的路由（EBGP>IBGP）。
优选AS内部IGP的Metric最小的路由。
优选Cluster_List最短的路由。
优选Orginator_ID最小的路由。
优选Router_ID最小的路由器发布的路由。
优选具有较小IP地址的邻居学来的路由。
【3】BGP的社团属性
–BGP的扩展属性 默认大多数厂商的产品在BGP协议中不携带社团属性例：控制传播范围的社团属性
[r1]route-policy com permit node 10
[r1-route-policy]apply community no-advertise
针对所有的流量修改属性
[r1]bgp 1
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 route-policy com export
默认华为设备也不传递社团属性，故使用社团属性时，必须定义传递性
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 advertise-community
逐跳行为，每台设备均需开启传递性
no-advertise 接收到的条目中若存在该社团属性，将不再传递该路由
no-export 接收到的条目若存在该社团属性，将不传递给下一个AS
no-export-subconfed 接收到的条目若存在该社团属性，将不传递给下一个小AS
若网络没有小AS，仅存在大AS时no-export和no-export-subconfed作用一致
