BGP协议路由黑洞

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一、实验环境

1、分公司与运营商AS自治系统内运行IGP路由协议OSPF、RIP或静态路由，AS自治系统内通过IBGP路由协议建立BGP邻居关系。
2、公司AS自治系统与运营商AS自治系统间运行EBGP路由协议。
3、通过loopback建立IBGP与EBGP邻居关系，发挥loopback建立邻居的优势。
4、BGP协议解决大中型网络中的路由条目过多问题，提高硬件资源的利用率、网络稳定性。

二、专业术语

1、防环

EBGP的水平分割：AS之间的防环，路由器不收带有自己AS号的路由更新。
IBGP的水平分割：从IBGP收到的路由不会传递给另一个IBGP。
RR的防环：RR路由反射器打破了IBGP只传一跳的规则，所以需要通过cluster-id防环。

2、路由黑洞

什么是黑洞？简而言之就是世上所有存在的实物或虚拟物品，靠近黑洞就会消失不见，这种就是黑洞。而路由黑洞就是指它会默默地将数据包丢弃，使所有数据包有去无回。由于BGP防环机制的存在，BGP中间途经的路由器不会获知外部的路由。
如图中的路由黑洞，就存在于AR3上，根据BGP建立邻居的规则，只要TCP可达，便可建立邻居关系，所以图中AR2与AR4可以直接建立iBGP邻居关系。而在AR3上不配置BGP，此时AS100的loopback 接口1.1.1.1与AS300的loopback接口5.5.5.5之间进行通信时，到达AR3时，数据包便会被丢弃。AR3即路由黑洞。

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3、iGP与BGP同步

在现实环境中，若IGP路由表中要拥有全部BGP路由，会发生路由膨胀，降低路由器的性能，因此会关掉BGP同步，但关闭后有可能造成路由黑洞（运行BGP的设备没有路由），所以有了路由反射器、BGP联盟、mpls等手段解决数据黑洞。
验证：华为设备都是关闭BGP同步的，不支持开启BGP的同步！undo synchronization:关闭BGP与IGP的同步功能，如下图：
在这里插入图片描述

从上图可看出，并没有synchronization命令用于开启同步。为减少路由条目，提升路由器的性能，提高硬件资源的利用率，本例采用iBGP内建立邻居关系的方式处理与GRE隧道的方式解决路由黑洞问题。

4、BGP的全互连

是指在一个自治系统（AS）内的所有BGP路由器都建立直接的邻居关系，确保每个路由器都能直接与其他所有路由器通信。这种配置方式可以避免路由环路和路由黑洞的问题，确保路由信息的准确传递。

三、iBGP与EBGP的配置过程

1、【AR1】配置：

System-view
sysname AR1
router id 1.1.1.1
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 10.1.12.1 255.255.255.0
interface GigabitEthernet0/0/2
interface LoopBack0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
bgp 100
peer 2.2.2.2 as-number 200
peer 2.2.2.2 ebgp-max-hop 255
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
ipv4-family unicast
undo synchronization
network 1.1.1.1 255.255.255.255
peer 2.2.2.2 enable
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.12.2

2、【AR2】配置：

System-view
sysname AR2
router id 2.2.2.2
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 10.1.12.2 255.255.255.0
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 10.1.23.1 255.255.255.0
interface LoopBack0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
bgp 200
peer 1.1.1.1 as-number 100
peer 1.1.1.1 ebgp-max-hop 255
peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack0
peer 4.4.4.4 as-number 200
ipv4-family unicast
undo synchronization
network 2.2.2.2 255.255.255.255
peer 1.1.1.1 enable
peer 4.4.4.4 enable
peer 4.4.4.4 next-hop-local
ospf 1
area 0.0.0.0
network 2.2.2.2 0.0.0.0
network 10.1.12.0 0.0.0.255
network 10.1.23.0 0.0.0.255
ip route-static 1.1.1.1 255.255.255.255 10.1.12.1

3、【AR3】配置：

System-view
sysname AR3
router id 3.3.3.3
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 10.1.34.1 255.255.255.0
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 10.1.23.3 255.255.255.0
interface LoopBack0
ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
ospf 1
area 0.0.0.0
network 3.3.3.3 0.0.0.0
network 10.1.23.0 0.0.0.255
network 10.1.34.0 0.0.0.255

4、【AR4】配置：

System-view
sysname AR4
router id 4.4.4.4
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 10.1.34.4 255.255.255.0
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 10.1.45.4 255.255.255.0
interface LoopBack0
ip address 4.4.4.4 255.255.255.255
bgp 200
peer 2.2.2.2 as-number 200
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
peer 5.5.5.5 as-number 300
peer 5.5.5.5 ebgp-max-hop 255
peer 5.5.5.5 connect-interface LoopBack0
ipv4-family unicast
undo synchronization
network 4.4.4.4 255.255.255.255
peer 2.2.2.2 enable
peer 2.2.2.2 next-hop-local
peer 5.5.5.5 enable
ospf 1
area 0.0.0.0
network 4.4.4.4 0.0.0.0
network 10.1.34.0 0.0.0.255
network 10.1.45.0 0.0.0.255
ip route-static 5.5.5.5 255.255.255.255 10.1.45.5

5、【AR5】配置：

System-view
sysname AR5
router id 5.5.5.5
interface GigabitEthernet0/0/2
ip address 10.1.45.5 255.255.255.0
interface LoopBack0
ip address 5.5.5.5 255.255.255.255
bgp 300
peer 4.4.4.4 as-number 200
peer 4.4.4.4 ebgp-max-hop 255
peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0
ipv4-family unicast
undo synchronization
peer 4.4.4.4 enable
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.45.4

四、验证iBGP与EBGP邻居关系

(一)验证BGP邻居关系

1、验证EBGP邻居关系
（1）在AR2上查看BGP邻居，可以看出与AR1的1.1.1.1建立了邻居关系，也与AR4的4.4.4.4建立了邻居关系，如下图：
在这里插入图片描述

（2）在AR2上查看EBGP邻居，可以看出AR2与AR1建立的是EBGP邻居关系，如下图：
在这里插入图片描述

2、在AR2上查看iBGP邻居关系，可以看出AR2与AR4建立的是iBGP邻居关系，如下图：

在这里插入图片描述

3、在AR4上同样可验证EBGP与iBGP邻居关系，此处不再赘述。

（二）查看路由表

1、查看BGP路由表
（1）在AR1上查看BGP路由表，可以看出，AR1上有EBGP邻居AR2的2.2.2.2与直连路由表，并没有AS200自治系统中的路由，也没有AR4邻居EBGP之外的路由5.5.5.5，所以BGP能减少路由条目，为路由器减负。
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（2）在AR2上查看BGP路由表，可以看出有自治系统AS100的BGP路由与AS300的BGP路由，其中*>代表最优路由，i代表iBGP, ?代表引入的路由，AR2上有AS100的1.1.1.1的路由，但是没有AS300的5.5.5.5的路由，因为AR3上存在路由黑洞，AR3没有配置BGP邻居，所以从AS300到达AS200的路由丢弃。
如下图：
在这里插入图片描述

（3）在AR4上查看BGP路由表，其中有AS300的5.5.5.5的EBGP路由，但是没有AS100的1.1.1.1的EBGP路由，因为AR3没有配置BGP邻居，所以从AS100到达AS200的路由丢弃。
在这里插入图片描述

（4）在AR5上查看BGP路由表，可以看出到4.4.4.4的BGP路由，是经过了AS_PATH的AS200自治系统区域，如下图：
在这里插入图片描述

2、查看ip路由表
（1）在AR1上查看ip路由表，仅有自己直连的路由与一条缺省路由，并没有AS200与AS300自治系统的路由，如下图：
在这里插入图片描述

（2）在AR4上查看ip路由表，可以看出AR4上有自己宣告的BGP路由4.4.4.4，OSPF宣告的路由与OSPF学习到的路由，但是没有AS100中的1.1.1.1这条EBGP路由与AS300中的5.5.5.5这条EBGP路由。因为此时AR3存在路由黑洞。
在这里插入图片描述

3、验证从AR1到AR4之间的连通性，可以看到只有request的请求报文，而没有回复的reply报文，所以此时AR3的路由黑洞直接丢弃了ping回应报文。接下来处理路由黑洞。
在这里插入图片描述

五、处理路由黑洞：

（一）路由黑洞处理方式1

1、在AR2与AR4之间建立GRE隧道
【AR2】:
interface Tunnel0/0/1
ip address 172.16.0.1 255.255.255.0
tunnel-protocol gre
source 10.1.23.1
destination 10.1.34.4
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 Tunnel 0/0/1
【AR4】:
interface Tunnel0/0/1
ip address 172.16.0.2 255.255.255.0
tunnel-protocol gre
source 10.1.34.4
destination 10.1.23.1
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 Tunnel 0/0/1
2、再次验证AR1到AR4的连通性，已经有回应的数据包了，从而解决了AR3路由黑洞问题，如下图：
在这里插入图片描述

3、从抓取的数据包中筛选通过GRE隧道的包，说明这些回应的数据包是通过GRE隧道过来的，如下图：

在这里插入图片描述

（二）路由黑洞处理方式2

（删除刚才建立的GRE隧道，在AR3上与AR2、AR4都建立iBGP邻居关系）：
1、配置AR1
Undo ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.12.2
ip route-static 5.5.5.5 255.255.255.255 10.1.12.2
2、配置AR2
undo interface Tunnel 0/0/1
bgp 200
peer 1.1.1.1 as-number 100
peer 1.1.1.1 ebgp-max-hop 255
peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack0
peer 3.3.3.3 as-number 200
peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0
peer 4.4.4.4 as-number 200
peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0
ipv4-family unicast
undo synchronization
network 2.2.2.2 255.255.255.255
peer 1.1.1.1 enable
peer 3.3.3.3 enable
peer 3.3.3.3 next-hop-local
peer 4.4.4.4 enable
peer 4.4.4.4 next-hop-local
ip route-static 1.1.1.1 255.255.255.255 10.1.12.1
ospf 1
import-route static

3、配置AR3:
bgp 200
peer 2.2.2.2 as-number 200
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
peer 4.4.4.4 as-number 200
peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0

ipv4-family unicast
undo synchronization
network 3.3.3.3 255.255.255.255
peer 2.2.2.2 enable
peer 2.2.2.2 next-hop-local
peer 4.4.4.4 enable
peer 4.4.4.4 next-hop-local

4、配置AR4
undo interface Tunnel 0/0/1
bgp 200
peer 2.2.2.2 as-number 200
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
peer 3.3.3.3 as-number 200
peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0
peer 5.5.5.5 as-number 300
peer 5.5.5.5 ebgp-max-hop 255
peer 5.5.5.5 connect-interface LoopBack0

ipv4-family unicast
undo synchronization
network 4.4.4.4 255.255.255.255
peer 2.2.2.2 enable
peer 2.2.2.2 next-hop-local
peer 3.3.3.3 enable
peer 3.3.3.3 next-hop-local
peer 5.5.5.5 enable
ip route-static 5.5.5.5 255.255.255.255 10.1.45.5
ospf 1
import-route static

5、配置AR5
bgp 300
peer 4.4.4.4 as-number 200
peer 4.4.4.4 ebgp-max-hop 255
peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0
ipv4-family unicast
undo synchronization
network 5.5.5.5 255.255.255.255
peer 4.4.4.4 enable
ip route-static 1.1.1.1 255.255.255.255 10.1.45.4

4、查看AR3上的BGP邻居，以及BGP路由表，可以看出，AR3已经与AR2和AR4都建立了BGP邻居关系，如下图：
在这里插入图片描述

5、验证AR1到AR5的连通性，已经有回应的数据包了，从而解决了AR3路由黑洞问题，如下图：
在这里插入图片描述

至此结束，本文通过GRE隧道与BGP邻居关系，2种方式解决了BGP路由黑洞问题。

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