学习HCIP的day.09
目录
一、BGP:边界网关路由协议
二、BGP特点:
三、BGP数据包
四、BGP的工作过程
五、名词注解
六、BGP的路由黑洞
七、BGP的防环机制—水平分割
八、BGP的基本配置
一、BGP:边界网关路由协议
是一种动态路由协议,且是无类别路径矢量EGP协议;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
查看全球IP地址分配和管理的网站:https://www.cidr-report.org/as2.0/
BGP协议的可靠性:由于AS间更新量巨大,故只能增量更新,仅触发更新、无周期更新,基于四层的TCP协议,只能基于单播工作;BGP协议的工作环境,也需要非直连建立邻居关系,故单播是最好的选择;非直连单播的前提是IP地址可达;
注:BGP承载于IGP之上;
AS-BY-AS规则:以一个AS为一跳,将路由从AS1传送到AS3时,通过EBGP协议学习到的路由在AS2内部的IBGP协议上传递时,路由属性不发生变化。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;
因此IGP协议追求:1、无环(选路佳) 2、收敛快 3、占用资源少
所以IGP协议必然存在工作半径
EGP协议的追求:
1、可控性强:管理员可以很方便地策略干涉选路
2、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,必然出现需要非直连(两台运行BGP协议间有多台路由器)建立邻居关系,需要单播建立邻居,基于TCP工作。
基于TCP工作的原因:三次握手机制,四次挥手机制,4种可靠的传输机制(确认、排序、滑动窗口、重传),TCP只能基于单播工作,单播需要IP可达
3、AS-BY-AS 以一个AS为一跳;
二、BGP特点:
1、无类别路径矢量 -----距离矢量的升级版---AS--BY--AS
2、使用单播更新来发送所有信息;基于TCP 179端口工作
3、增量更新--仅触发无周期
4、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
5、可以在进项和出项对流量实施强大的策略--可控性
6、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
7、BGP支持认证和聚合(汇总)
三、BGP数据包
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;然后发送四个数据包来建立邻居和保活、更新。
数据包 | 作用 |
Open | 仅负责邻居关系的建立,正常进收发一次即可;携带route-id; |
Keeplive | 保活:周期1min查询邻居关系是否存在,实际保活TCP会话;hold time 默认3min |
Update | 携带路由条目:目标网络号+各种属性 |
Notification | 出现错误数据时收发该数据包 |
四、BGP的工作过程
1、首先基于IGP路由协议实现IP可达(可以相互通信);
2、在邻居间通过单播传输,通过三次握手建立TCP的会话通道
3、使用open报文进行邻居关系建立,一般收发一次即可;生成邻居表;
4、使用update共享路由信息,信息中携带目标网络号+各种属性
5、生成BGP表装载本地发出及接收到的所有路由信息
6、之后将BGP表中的最优路径加载于路由表中;
7、收敛完成后,仅用keeplive包周期保活即可
8、所有BGP的数据包均基于TCP的会话来保障传输的可靠性
9、若出现错误信息,将使用Notification包进行告警
10、若是网络结构突变,使用update包触发更新即可
五、名词注解
1、IBGP:内部BGP邻居关系,在同一个AS(自治系统)的BGP设备间的邻居关系
2、IGP 内部网关路由协议:仅在AS(自治系统)内部使用,例如:RIP OSPF EIGRP ISIS....
3、EBGP:外部的BGP邻居关系,不同AS(自治系统)的BGP设备间建立的邻居关系
4、EGP外部网关路由协议:仅在AS(自治系统)之间使用,例如:EGP BGP、
5、AS:自治系统,由单一的机构或组织所管理的一系列IP网络及设备所构成集合,标准编号为16位2进制,为0-65535,其中1-64511为公有,64512-65535为私有。除了以上的标准编号,还有扩展AS号,为32位二进制
六、BGP的路由黑洞
由于BGP协议可以非直连建立邻居关系,故可能出现BGP协议邻居间跨越了未运行BGP协议的路由器;导致BGP路由传递后,控制层面显示可达,但数据层面,流量经过未运行BGP协议的路由器时,无法通过;最终不通,即控制层面可达、数据层面不可达,称为路由黑洞
解决方案:
1、物理链路或着逻辑链路全部连接
2、BGP邻居关系全部连接,所有路由器均运行BGP边界网关协议
3、IGP协议重发布到BGP协议中
4、MPLS (推荐做法),一种新的技术,后边会学习到
七、BGP的防环机制—水平分割
1、EBGP水平分割 --- 防御EBGP环境下的环路
BGP协议将在路由条目中记录所有经过的AS编号;即在as-path属性中装载所有经过的AS编号,边界路由器接收到的BGP条目中,若as-path属性存在本地的AS号将拒绝接收;
2、IBGP水平分割 --- 防御IBGP环境下的环路
AS-BY-AS特性:以一个AS为一跳;因此在一个AS内部传递的路由,其属性默认没有任何变化;
IBGP水平分割:从一个IBGP邻居处学习到的路由,不得传递给本地连接的其他的IBGP邻居;
为了实现所有BGP设备学习到所有路由,在IBGP水平分割的条件下,两两路由器间均需要建立IBGP邻居关系;因此IBGP邻居关系的数量成指数上升;所以后期可以使用联邦或路由反射器来打破;
八、BGP的基本配置
1、在BGP协议中,邻居的建立,与路由条目的宣告是分开进行的;
(1)直连的EBGP邻居间建立
[r1]bgp 1
# 启动时需要定义其所在的AS号 没有多进程的概念
[r1-bgp]router-id 1.1.1.1
# 建议配置RID,与OSPF的RID配置规则一致
[r1-bgp]peer 12.1.1.2 as-number 2
# 建立邻居关系,定义对端设备的ip地址,及所在AS编号
(2)建立IBGP邻居关系
由于IBGP邻居处于同一个AS中,正常一个AS的内部存在大量的备份路径;若使用物理接口建立邻居关系,将浪费这些备份或负载均衡路径;故建议使用环回接口来进行IBGP邻居关系;
[r2]bgp 2[r2-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 2[r2-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack 0
切记:一旦使用环回地址做为建邻地址,同时需要修改源ip地址,为本地的环回地址;
(3)EBGP邻居间,存在多条物理链路的建立方案
建议使用环回来作为源、目标ip地址;便于利用所有物理链路
①IP可达问题,一般使用静态路由
②正常使用环回地址作为源、目来建立邻居关系
[r5]bgp 3[r5-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 2 [r5-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack 0
③EBGP邻居间,默认TTL值为1,IBGP为255;因为理论上EBGP邻居间没有第三台路由器,故TTL值设定为1,将只能和直连的物理接口建立邻居;一旦使用环回,必须修改TTL值
[r4-bgp]peer 5.5.5.5 ebgp-max-hop 2
# 修改EBGP邻居间的TTL值
两端配置完成后,将基于TCP的三次握手,建立TCP会话,查看连接建立状态:
[r1]display tcp statusTCPCB Tid/Soid Local Add:port Foreign Add:port VPNID Stateb4d0f018 164/5 12.1.1.1:179 12.1.1.2:49877 0 Established
固定端口的使用者为服务端;
会话建立后,邻居间使用open报文,建立BGP的邻居关系;生成邻居表:
[r1]display bgp peerBGP local router ID : 1.1.1.1Local AS number : 1Total number of peers : 1 Peers in established state : 1Peer V AS MsgRcvd MsgSent OutQ Up/Down State PrefRcv12.1.1.2 4 2 6 8 0 00:04:22 Established 0#邻居的ip地址 版本4 对端AS号 状态机(以建立) 从该邻居处学习到的条目数量
2、BGP路由的宣告
BGP协议可以宣告本地路由表中,任意来源路由;本地直连、静态、IGP动态产生均可;
宣告时,宣告的条目内容必须和本地路由表中完全一致;
[r1]bgp 1[r1-bgp]network 1.1.1.0 24
本地将生成BGP表;装载本地接收及发送出去的所有路由信息;
[r1]display bgp routing-tableTotal Number of Routes: 1Network NextHop MED LocPrf PrefVal Path/Ogn*> 1.1.1.0/24 0.0.0.0 0 0 i状态 网络号 属性
路由条目状态分为两种情况,用两种方式表示:
*:为该条目可用
>:为该条目优秀(目标网络下一跳可达)
可用且优秀,意味着该条目,可以传递(共享给本地的其他BGP邻居);可以加表(可以加载到本地的路由表中)
i:意味着这条路由条目是通过IBGP邻居学习到的
当下BGP环境,不优主要是因为下一跳不可达;
因为AS-BY-AS 导致,一条路由信息在IBGP邻居传递时,其属性默认不编号;最终时常导致下一跳不可达;
[r2]bgp 2[r2-bgp]peer 3.3.3.3 next-hop-local # 要求路由条目传递给,下一个邻居时,修改下一跳为本地地址;
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