BGP协议

1.BGP相关概念

1.1 BGP的起源

不同自治系统（路由域）间路由交换与管理的需求推动了EGP的发展，但是EGP的算法简单，无法选路，从而被BGP取代。

自治系统：（AS）

IGP：自治系统内部协议，ospf，rip，is-is，发现和计算路由信息

EGP：自治系统外部协议，传递路由信息，缺点：只负责传路由信息，不进行路由控制。

-AS号：

*任何一个运行BGP协议的路由器，都需要指定一个AS号，AS号就是用来在BGP协议中来表示不同的公司。AS号取值：0-65535

&AS号的空间有限，随着网络的发展有可能会快速的耗尽，为了能够让AS号能够用，所以又有了“私有AS号”

&私有AS:

    -这类AS不需要花钱购买，可以随意使用，但是只能在公司内部使用

    -取值范围：64512-65535

&公有AS：

    -这类AS需要花钱购买，需要找当地的运营商。可以在公网上运行！

    -取值范围：0-64511

-route-id

-作用：在BGP网络中标识唯一的路由器

-确定方式：

      1.手动指定

      2.自动选举

1.2 BGP协议特性：（单播传输）

• BGP是自治系统外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息。
• 路径矢量路由协议（DV算法），从设计上避免了环路的发生（AS编号）
• 由TCP协议承载，端口号为179
• 支持CIDR（超网）和路由聚合
• 路由附带丰富的属性
• 只发送增量路由更新
• 路由过滤和路由策略

1.3BGP的优点

BGP从多方面保证了网络的安全性、灵活性、稳定性、可靠性和高效性：

最终目的：在公司之间，以稳定的方式，长时间的，传输大量的路由，最终计算一个无环的路径同时，还能实现对路由的灵活控制。

1.4 BGP的工作原理

-建立邻居表

       包含的是BGP的邻居设备

-同步数据库

        包含的是自己本地宣告的BGP路由，以及从其他邻居学习过来的BGP路由

-计算路由表

         包含的是从数据库中按照一定的BGP选路规则，选举出来的最好的路由。

1.5 BGP的报文类型

-open报文，用于BGP邻居的建立，通过报文协商很多BGP协议的参数

-update报文：即更新报文，用于在BGP邻居之间同步数据库

-keep-alive报文：用于在BGP邻居之间周期性的发送，维护BGP的邻居关系

-notification报文：通知报文，即在BGP邻居之间传递报错信息和警告信息

-refresh报文：刷新报文。即BGP的路由策略改动之后，为了能够让策略快速生效，需要使用路由器的刷新能力，就会使用该报文。

1.6 原理详解

-邻居的类型

         1.内部邻居：如果两个BGP协议的路由器，在同一个公司

          2.外部邻居：如果两个BGP协议的路由，在不同的公司

-邻居的建立过程

          1.首先设备之间建立稳定的TCP连接

                     &TCP的建立：3次握手

                     &TCP的断开：4次挥手

           2.在TCP连接之上，互相发送open报文，比较open报文中的参数，协商成功后建立BGP邻居关系

1.7 BGP的状态机：

①Idle状态（空闲状态）：此状态为初始状态，不接受任何BGP连接，等待start事件产生。如果start事件（TCP连接）产生则系统开启ConnectRetry定时器，向邻居发起TCP连接，并将状态改为Connect。

②Connect状态（连接状态）：在Connect状态，系统会等待TCP的连接建立完成。如果TCP状态为Established（已完成），则拆除ConnectRetry定时器，并发送Open信息，将状态变

③Opensent；如果TCP建立失败则重置ConnectRetry定时器，转为Active状态。如果定时器超时，重新连接。

④Active状态（活跃状态）：如果已经启动事件但TCP未完成，则处于Active状态

⑤Open-sent状态（Open消息已发送）：此状态 表明系统已经发出Open消息，在等待BGP邻居发给自己的Open消息。

⑥Open-confirm（Open消息确定）：此状态表明系统已经发出keepalive消息，并等待BGP邻居的Keepalive消息。

⑦Established状态（连接建立）：如果处于Established状态，则说明BGP连接建立完成，可以发送Update消息交换路由信息。

2.BGP相关配置

2.1 bgp对等表

也叫BGP的邻居表, 就是对等体邻居列表

• Peer: 对等体地址;
• V: version, 版本号;
• AS: 对等体AS号;
• Up/Down: 该对等体已经Up或Down的时间;
• State: 对等体状态, 这里显示的为BGP状态机的状态;
• PrefRcv: prefix received, 从对等体收到的路由前缀数目.

查看对等体表的命令:

display bgp peer

2.2 BGP路由表

BGP的路由信息数据库, 该数据库中, 有一些路由需要加入路由表, 有一些路由信息发送给其他设备做路由更新.

• network: 路由的目的网络地址和网络掩码;

• Nexthop: 下一跳地址;

• MED: 路由度量值;

• LocPrf: 本地优先级;

• PrefVal: 协议首选值;

• Path/Ogn: 显示传递路由信息的设备的AS路径号和Origin属性.

查看BGP路由表情况的命令:

display bgp routing-table [ipv4-address {mask|mask-length}]

2.3 BGP的基本配置

1.启动BGP进程:

[R1]bgp {as-number-plain|as-number-dot}
[R1-bgp]router-id ipv4-address

启动BGP, 指定本地AS编号, 并进入BGP视图, 使用router-id命令配置BGP的Router ID, 建议将BGP的RID配置为环回口地址.

2.配置BGP对等体:

[R1-bgp]peer {ipv4-address|ipv6-address} as-number {as-number-plain|as-number-dot}

创建BGP对等体, 指定对等体的地址和AS号.

3.配置建立对等体使用的源地址, EBGP对等体最大跳数, IBGP修改下一跳属性:

[R1-bgp]peer ip-address connect-interface interface-type interface-number [ipv4-source-address]
[R1-bgp]peer ipv4-address ebgp-max-hop hop-count
[R1-bgp]peer ipv4-address next-hop-local

指定发送BGP报文的源接口, 并可指定发起连接时使用的源地址.

指定建立EBGP连接允许的最大跳数, 缺省情况下, EBGP连接允许的最大跳数为1, 即只能在物理直连链路上建立EBGP连接;

设备B在收到EBGP A的路由再传递给IBGP C时, C下一跳默认为A, 但是可以通过命令修改这个配置.

3.配置案例

举例1:

1.创建BGP:

bgp 100router-id 1.1.1.1

创建AS 100内设备的BGP进程, 设备RID为1.1.1.1;

两边对等体都要配置.

2.指定对等体信息:

bgp 100peer 10.1.1.2 as-number 100

邻居的IP地址为10.1.1.2, 且对方的AS号码是100;

这里如果Open报文在交互报文时, My as字段不是100, 就会导致对等体关系失败, 这里如果对对等体建立过程遗忘的可以倒回去看.

默认情况下BGP指定了peer命令之后, 设备会根据对等体信息查找路由表, 找到通往该对等体的路由, 该接口的IP地址用于作为TCP源地址和对方通过TCP连接建立对等体关系.

但如果当前设备想要用的TCP源地址和对等体指定的源地址不一致, 那就需要采用其他方法配置.

3.指定TCP源地址配置对等体:

peer route-id connect-interface interface-type interface-number

比如:

peer 1.1.1.1 connect-interface loopback0

4.建立EBPG对等体

peer 1.1.1.1 ebgp-max-hop 5

将建立EBGP时的open报文的TTL置为5.

不同于建立IBGP关系(TTL=255), 建立EBGP的open报文中TTL=1. 所以指定环回口建立EBGP对等体的时候, TTL需要改大一点(ebgp-max-hop).

所以EBGP关系建立的时候一般采用物理接口, IBGP关系建立的时候一般使用环回口(优势: 冗余、稳定)作为TCP源地址.

5.将EBGP学来的路由下一跳属性置为自己, 然后再传递给其他IBGP对等体.

peer 4.4.4.4 next-hop-local

所以IBGP之间通常会加上这条命令:将下一跳指定为自己, 但这条命令只能在对等体刚开始建立时才能生效, 否则需要重置BGP进程.

从EBGP学来的路由, 传递给IBGP时不会修改下一跳属性, 比如A--EBGP-->B--IBGP-->C, C学习到这条路由的下一跳是A, 但C不一定用通往A的路由, 所以这条路由可能会无法使用.

6.重置bgp进程:

reset bgp 200

一般情况下, 为设备配置bgp属性时, as-number、connect-interface、next-hop-local这三条命令是必须的.

举例2：

       BGP对等体关系、AS号、设备互联地址如图所示, 所有设备的Loopback1接口地址为10.0.x.x/32, 其中x为设备编号, 所有设备都使用Loopback1地址作为Router ID. R1、R3之间使用Loopback1地址作为更新源地址建立IBGP对等体关系, R3、R4之间使用互联接口地址作为更新源地址建立EBGP对等体关系. ospf已经预配完成.

R1:

bgp 100
router-id 10.0.1.1
peer 10.0.3.3 as-number 100
peer 10.0.3.3 connect-interface loopback1

R3:

bgp 100
router-id 10.0.3.3
peer 10.0.1.1 as-number 100
peer 10.0.1.1 connect-interface loopback1
peer 10.0.34.4 as-number 200

R4:

bgp 200
router-id 10.0.4.4
peer 10.0.34.3 as-number 100