BGP笔记实验

IGP(Interior Gateway Protocol)——内部网关协议

OSPF RIP IS-IS IGRP EIGRP

EGP(External Gateway Protocol)——外部网关协议

EGP BGP——边界网关协议

AS——自治系统

由单一组织or机构独立维护的网络设备&网络资源的集合

网络范围太大

自治

AS号

为了区分不同的AS，网络世界提出了AS号：0~65535（0&65535一般作为保留AS号）

IANA组织：分配IPv4&IPv6地址、AS号

        1~65534

                1~64511——公有AS号——IANA分配给运营商

                64512~65534——私有AS号

拓展AS号

将原本十六位AS号拓展到三十二位

IANA组织公布IP地址&AS号：CIDR Report

BGP

现版本：BGPV4、BGPV4+

BGP的一些特性

高可控性——路径属性

BGP设计了很多路径属性，可以通过路由策略关联这些属性到达路由控制的效果

IGP：选路、收敛、资源占用

BGP：

BGP传递一定是路由条目信息

BGP没有使用周期更新传递路由信息

BGP存在触发更新

高可靠性——TCP

BGP在传递层使用TCP进行传递：179

UDP：520

BGP建邻时，必须指定建邻的对象；BGP支持非直连建邻

RIP——无类别的距离矢量路由协议

BGP——无类别的路径矢量协议

BGP在传递路由条目信息时携带子网掩码

AS-BY-AS——BGP把一个AS看作一个整体

BGP默认情况下不支持负载均衡；BGP会根据传递过来的路由信息中携带的路径属性

选择最优的路由信息加载到路由表中

BGP把一个AS看作一个整体

RIP（IGP）实际上是一个算法的概念，BGP不是一个算法的概念，BGP也不需要计算路由信息，只负责转发路由信息

EBGP对等体——一般建议采用直连建立对等体关系

IBGP对等体——一般建议采用非直连建邻

BGP为了实现这两个规则，规定BGP规定EBGP对等体之间发送的数据包中携带的TTL值为1，而IBGP对等体之间传递的数据包TTL值为255

BGP的数据包

BGP的公共头部

Open数据包

用来建立BGP对等体关系的数据报文

AS号——自身的AS号，对比逻辑对等体发过来的OPEN报文中携带的AS号，必须&指定建邻的AS必须一致，否则会导致建邻失败

RID——建邻双方的RID不能一致，if相同会导致建立对等体失败

保活时间：类似OSPF的死亡时间默认180S，if对等体双方保活时间不一致，会按照时间更小的执行

Keepalive

1.用于周期保活BGP对等体关系，默认是1/3的保活时间，60S

2.用来做OPEN报文的临时确认包

Update

传递BGP路由信息的数据包

Notification

告警报文，在BGP工作过程中，if出现故障导致出现问题，会发送Notification报文告知对等体问题的原因。

Route-refresh

BGP的状态机

建立对等体之间TCP会话：指定建立对等体的对象

BGP在建立对等体过程中会建立两次TCP会话，会保留RID大的设备发起的TCP会话

六种状态机

BGP一共存在6种状态机

Idle

在Idle状态下，启动BGP协议后，必须指定建立对等体的目标之后，进入下一个状态。必须路由可达（依靠IGP协议or静态，直连）

Connect

在Connect状态下，BGP对等体之间，开始建立TCP会话连接。ifTCP会话建立成功，则进入OpenSent状态；ifTCP会话建立失败，则进入Active状态

Active

OpenSent

ifTCP会话（三次握手）建立成功，则会进入OpenSent状态，在OpenSent状态下，开始发送OpenSent报文以建立BGP对等体关系。

if认可对等体发过来的Open报文中的参数，首先会回复一个Keepalive报文用来确认Open报文中的参数我已认可，并且进入OpenConfirm状态

OpenConfirm

在OpenConfirm状态下，if收到对等体发送的Keepalive报文，则进入最终状态Established

Established

BGP的工作过程

1.基于IGP（静态、直连、RIP、OSPF ... ）实现路由可达，原因：BGP需要建立TCP会话（单播）

2.指定建立邻居/对等体关系之后，邻居之间单播传输，通过三次握手，建立TCP会话通道，之后所有的BGP通信都将基于TCP会话通道来传输，并且依靠TCP提供传输的可靠性

3.使用Open报文&Keepalive报文进行邻居关系的建立。Open报文用来携带建邻使用的参数，Keepalive报文用于Open报文参数的确认，最终完成对等体关系的建立，生成邻居表，存储BGP对等体关系信息。

4.建立邻居关系后，使用Update报文来共享路由条目信息。信息中将携带目标网络号、掩码以及路径属性，之后，将发送&收到的路由信息记录在一张表中——BGP表

5.之后，会将BGP表中最优的路由信息（通过路径属性选择的结果）加载到路由表中。

6.收到收敛后，将使用Keepalive报文进行对等体之间周期保活，默认保活时间为180S（hold time），发送周期为60S。

7.if这个过程中出现任何问题，都将使用Notification报文进行告警。

8.if出现结构突变（网段消失or新增网段），则将使用Update报文进行触发更新，并通告给其他的对等体。

BGP的路由黑洞

控制层面的可达

数据层面实际不可达

IGP内部存在没有运行BGP的设备，当访问BGP网段的流量来到这些设备之后，由于控制层面可达，数据层面不可达（这些设备没有运行BGP，没有BGP网段的路由信息），那么将丢弃这些流量。

解决办法：

1.所有设备均运行BGP

2.重发布

3.MPLS——最早专门用来解决BGP路由黑洞，MPLS VPN

同步机制——当设备学习到一条BGP路由，if本地IGP路由表认为下一跳不可达，将视该BGP路由无效。默认关闭

BGP的防环

水平分割

EBGP水平分割

BGP为了解决EBGP路由环路问题，设计了一个AS-PATH属性，设备在发出AS时，会携带本AS的AS号，当路由信息携带该AS号，那么对于该AS的设备不会接收该路由，后转发的AS号在前面。同时AS-PATH属性也是BGP的一个选路依据，当其他属性一致时，会选择AS-PATH属性更短的路径

IBGP水平分割

当运行BGP的设备从IBGP对等体处学习到一条IBGP路由，那么将不在转发给其他IBGP对等体

解决方案：在IBGP对等体之间构建全连的IBGP对等体关系，1.增加拓扑的复杂性导致网络可拓展性变差，2.增加了占用资源

联邦 反射器

BGP的基础配置

配置IP地址&环回地址

以R1为例，R2~R5同理

interface GigabitEthernet 0/0/0
ip address 12.0.0.1 24
interface LoopBack 0
ip address 1.1.1.1 24
interface LoopBack 1
ip address 172.16.1.1 24
interface LoopBack 2
ip address 172.16.2.1 24
interface LoopBack 3
ip address 172.16.3.1 24
interface LoopBack 4
ip address 172.16.4.1 24
display ip interface brief    //查看IP表

配置BGP

R1：

bgp 100                        //启动BGP协议，并指定自身AS号
router-id 1.1.1.1              //手工配置BGPRID
peer 12.0.0.2 as-number 200    //直连建邻，指定建邻的IP地址&对应的AS号
display bgp peer               //查看BGP邻居关系（BGP的邻居表）

R2:

bgp 200
route-id 2.2.2.2
peer 3.3.3.3 as-number 200                  //IBGP之间使用环回建邻
peer 3.3.3.3 connect-interface LookBack 0   //注意环回建邻改变跟新源

更新源地址不一致将导致建邻失败

EBGP对等体之间使用环回建邻

R5：

ip route-static 4.4.4.0 24 45.0.0.1         //必须实现路由可达（建议使用静态）
bgp 300
peer 4.4.4.4 as-number 200
peer 4.4.4.4 connect-interface LookBack 0   //使用环回建邻注意：必须修改更新源

R4：

bgp 200
peer 5.5.5.5 ebgp-max-hop 2    //修改EBGP数据包TTL值

R5：

bgp 300
peer 4.4.4.4 ebgp-max-hop   //默认直接回车将修改TTL值255

BGP的路由发布

R1：

bgp 100
network 1.1.1.0 24          //宣告含义仅发布路由信息，并且注意：只能发布路由表中存在的路由信息
display bgp routing-table   //查看BGP表——记录发布的&接收到的所有BGP路由信息
 

Network——接收到的路由信息
 

NextHop——下一跳，if是本地始发的BGP路由信息，则该字段为0.0.0.0
 

*>——状态码
 

*vaild——有效，first当BGP设备接收到一条BGP路由信息，首先将验算下一跳是否可达，if可达，则代表该路由可用；if not，则认为该路由无效。注意：只有可用的路由信息才会参与BGP路由的选举，并加载到路由表中
 

>best——最优的路由信息最终根据路径属性选择的结果，只有最优的路由信息才会最终加载到路由表中，并且只有最终的路由才会被BGP传递
 

i——internal，内部通过IBGP对等体学到的
 

R2：
 

bgp 200
peer 3.3.3.3 next-hop-local    /当IBGP对等体学到一条EBGP路由，由于AS-BY-AS属性导致下一跳不可达，协议在传递这条IBGP路由的IBGP设备上修改下一跳为本地
 

BGP不能发布建邻网段
 

宣告BGP网段的方法——重发布
 

R2：
 

bgp 200
import-route ospf 1          //开启重发布
display bgp routing-table    //查看BGP表
 

重发布的路由信息本地下一跳也是0.0.0.0，相当于本地始发
 

 

Ogn——起源码：象征该路由通过何种方式学习到
 

I——表示该路由是通过IBGP对等体学到的路由信息，包括Network宣告的路由
 

E——表示该路由是通过EGP协议学到的路由信息，保留仅为了兼容性
 

？——除了前两种都是？
 

BGP的路由聚合——自动聚合、手动聚合
 

R1：
 

ip ip-prefix aaa permit 172.16.0.0 16 greater-equal 24 less-equal 24    //创建前缀列表抓取想要发布的路由网段
route-policy aaa permit node 10                                         //创建路由策略，匹配前缀列表抓取的流量——大的方向一定选择运行，否则视为拒绝发布这些匹配到的网段
if-match ip-prefix aaa    //匹配列表
display this

 












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