网络协议——BGP（边界网关协议）全网最详解

1. 什么是AS？

AS: 指的是在同一个组织管理下，使用统一选路策略的设备集合，AS取值范围四字节（ 0~43亿）

2. BGP概念

        BGP是边界网关协议，用于自治系统间的动态协议路径矢量。基于TCP中应用层协议，端口号为179,只发送增量路由更新

3. BGP特点
  1. BGP使用TCP作为其传输层协议（端口号为179），使用触发式路由更新，而不是周期性路由更新。
  2. BGP能够承载大批量的路由信息，能够支撑大规模网络。
  3. BGP提供了丰富的路由策略，能够灵活的进行路由选路，并能指导对等体按策略发布路由。
  4. BGP能够支撑MPLS/VPN的应用，传递客户VPN路由。
  5. BGP提供了路由聚合和路由衰减功能用于防止路由振荡，通过这两项功能有效地提高了网络稳定性。
4. BGP对等体关系

        EBGP：位于不同AS的BGP路由器之间的BGP对等体关系。两台路由器之间要建立EBGP对等体关系，必须满足两个条件：

                        两个路由器所属AS不同（即AS号不同）。

                        在配置EBGP时，Peer命令所指定的对等体IP地址要求路由可达，并且TCP连接能够正确建立。

        IBGP：位于相同自治系统的BGP路由器之间的BGP邻接关系。

5. BGP和IGP区别

        IGP：发现路由

        BGP：传递路由

6. BGP作用

        路由控制和优选

        传递路由

7. 基础配置

IBGP配置：（在同一个AS域内）

进入BGP进程：bgp 100
绑定对端BGP： peer 10.1.1.2 as-number 100（绑定对端环回地址和as）
绑定自己环回接口：peer 10.1.1.2 connect-interface LoopBack0
宣告自己的环回地址：network  10.1.1.1 32

EBGP配置：（在不同AS域内）

进入BGP进程：bgp 100
绑定对端BGP： peer 192.168.10.2 as-number 200 （绑定对端接口IP地址和as）
宣告自己的环回地址：network  10.1.1.1 32（如果用环回接口创建时）绑定对端BGP：peer 10.1.1.2 as-number 200 （绑定对端环回地址和as）改变最大跳数：peer 10.1.1.2 ebgp-max-hop 2

查询命令：

查看BGP对等体信息：display bgp peer
查看BGP错误信息：display bgp error
查看BGP路由表信息：display bgp routing-table
查看一条BGP详细信息：display bgp routing-table 10.1.1.1
8. TCP连接源地址

        缺省情况下，BGP使用报文出接口作为TCP连接的本地接口。

        在部署IBGP对等体关系时，建议使用Loopback地址作为更新源地址。Loopback接口非常稳定，而且可以借助AS内的IGP和冗余拓扑来保证可靠性。

        在部署EBGP对等体关系时，通常使用直连接口的IP地址作为源地址，如若使用Loopback接口建立EBGP对等体关系，则应注意EBGP多跳问题。

9. BGP报文类型

10. OPEN报文

        Version（8bit）：BGP的版本号。对于BGP 4来说，其值为4。

        My AS（autonomous system）：本地AS号。通过比较两端的AS号可以判断对端是否和本端处于相同AS。

        Hold Time：保持时间。

        BGP Identifier：BGP标识符，以IP地址的形式表示，用来识别BGP路由器。

11. Update报文格式

        Unfeasible routes length（2Byte）: 不可达路由字段的长度，以Byte为单位。如果为0则说明没有Withdrawn Routes 字段。

        Withdrawn routes（NByte）: 不可达路由的列表

Total path attribute length（2Byte）:

        Path attributes（NByte）: 路径属性列表，每个路径属性由一个TLV（Type-Length-Value）三元组构成。

        NLRI（NByte）: 可达路由的前缀和前缀长度二元组

 12. Notification报文格式

        Error Code、Error subcode：差错码、差错子码，用于告知对端具体的错误类型。

        Data：用于辅助描述详细的错误内容，长度并不固定。

13. Keepalive报文格式

        Keepalive报文格式中只包含报文头，没有附加其他任何字段,周期60s

14. Route-refresh报文格式

        AFI：Address Family Identifier，地址族标识，如IPv4。

        Res.：保留，8个bit必须置0。

        SAFI：Subsequent Address Family Identifier，子地址族标识。

15. BGP状态机

        Idle：开始准备TCP的连接并监视远程对等体，启用BGP时，要准备足够的资源

        Connect：正在进行TCP连接，等待完成中，认证都是在TCP建立期间完成的。如果TCP连接建立失败则进入Active状态，反复尝试连接

        Active：TCP连接没建立成功，反复尝试TCP连接

        OpenSent：TCP连接已经建立成功，开始发送Open包，Open包携带参数协商对等体的建立

        OpenConfirm：参数、能力特性协商成功，自己发送Keepalive包，等待对方的Keepalive包

        Established：已经收到对方的Keepalive包，双方能力特性经协商发现一致，开始使用Update通告路由信息.

        idle初始化状态,谁先建立TCP链接谁就是start事件发起者，进入connect状态建立TCP链接，建立成功进入OpenSent，建立失败进入Active状态，在Active中还会反复建立连接，在Active建立成功进入Opensent,建立失败返回connect，在OpenSent状态发送Open包，协商对等体参数，对方收到open包进入Opencofirm状态，在Openconfirm状态发送keepalive包，当对端收到keepalive包进入Established状态，至此对等体建立成功，除Active状态中间任何一个状态建立失败都会返回idle状态

16.BGP路由生成

        BGP注入路由的方式有两种：

        Network：注入路由

        import-route：(直连路由，静态路由，OSPF路由，IS-IS路由，等协议的路由注入到BGP路由表中。)

17. BGP聚合路由

        手动聚合

        建立好对等体之后

        AR1：        

进入回环接口：interface loopback 1
创建按回环地址：ip address 172.16.10.1 32
………
进入BGP宣告回环地址：network 172.16.10.1 32
……..
进入BGP进行聚合：aggregate 172.168.10.0 255.255.255.0 detail-suppressed  as-set

        如果在执行聚合时指定了detail-suppressed，则BGP只会向对等体通告聚合后的路由，而不通告聚合前的明细路由。

AR2：

查询聚合：display bgp router-table

自动聚合（只能聚合引入的路由）

进入BGP进行聚合：summary automatic

18. BGP路由通告原则

通告原则一：只发布最优且有效（即下一跳地址可达）路由。

通告原则二：从EBGP对等体获取的路由，会发布给所有对等体。

通告原则三：从IBGP对等体获取的路由，不会再发送给其他IBGP对等体。该条原则也被称为“IBGP水平分割”。

通告原则四：当一台路由器从自己的IBGP对等体学习到一条BGP路由时（这类路由被称为IBGP路由），它将不能使用该条路由或把这条路由通告给自己的EBGP对等体，除非它又从IGP协议（例如OSPF等，此处也包含静态路由）学习到这条路由，该条规则也被称为BGP同步原则。（IBGP和IGP同步）

18. BGP路由表状态代码

*：表示路由有效，下一跳可达                  >:   表示选出的BGP最优路由

d: 表示路由是衰减路由                             h: 表示路由是历史路由

i: 表示内部路由                                        s: 表示被抑制状态

S：处于Stale状态的路由，正在被删除

19. BGP属性：

        1. 公认： 

                1. 公认必遵：必须包括在每个Update消息里

                    Origin（起源）:标识BGP路由的起源，去往一个目的地有多条起源，其他条件相同，顺   序优选路径为：IBGP>EBGP>incomplete

                    as-path：前往目标的路由经过的AS号列表，防止EBGP环路，和进行路由优选

                    next_hop:指定到达目标下一跳地址

                2. 公认任意：可能包括在某些update中

                    local_preference(本地优先级）:用于告诉AS中的路由器，哪条是离开本AS的首选路径，越大越优，缺省100c

  1.                     atomic_aggregate（原子聚合）：用于标记聚合

          2. 可选：

                1. 可选过度：不识别此属性但依然会接收该属性通告给其他对等体

                  Aggregator: 手工聚合

                  Community（团体属性）:是一种路由标记，用于简化路由策略的执行

        

         3. 可选非过度：不识别此属性会忽略此属性，也不会通告给其他对等体

                  MED: 属性越小越优先

                  Cluster-List:蔟列表

                  Originator-ID:路由反射器反射过去携带的属性

        4. 华为私有属性：preferred-value(协议首选值):优选preferred-vlue高的路由取值范围（0~65535）只能在本地设置，不会传递给对等体，主要用于AS之间，选大

19. As-path属性更改配置

    配置允许环路：   

进入BGP视图：bgp200
宣告对等体：peer 192.168.10.1 as-number 100
允许环路：peer 192.168.10.1 allow-as-loop(允许环路）

    选路配置：   

acl抓取网段：acl 2000rule 5 permit source 1.1.1.1 0
route-policy设置:route-policy name1 permit node 10if-math acl 2000apply as-path 10 20 30 40 50 additive（添加）(overwrite替换）（none overwrite清空）BGP调用：bgp 200peer 192.168.10.1 route-policy A import

     as-path-filter工具

抓取AS:ip as-path-filter  asname permit 200route-policy设置: route-policy A deny node 10if-math as-path-filter asnameBGP中调用：BGP 100peer 192.168.10.1 route-policy A import
19. Next_hop属性配置

Next_hop默认三种下一跳不可达：

        1. 路由器将BGP路由通告给自己的EBGP对等体时，将该路由的Next_Hop设   置为自己的TCP连接源地址。

        2.  EBGP通告给IBGP时，会保持NEXT_HOP保持不变，

        3.  Next_Hop属性值与EBGP对等体（更新对象）同属一个网段，那么该条路由的Next_Hop地址将保持不变并传递给它的BGP对等体。

进入BGP：BGP 200
设置下一跳为本地出接口：peer 1.1.1.1 next_hop_local
20. Local_preference属性配置

选路配置：

抓取网段：ip ip-prefix wh index 10 permit 1.1.1.1 32
使用路由策略：route-policy A permit node 10if-math ip-prefix  whapply local-preference 1000
BGP中调用：BGP 100peer 192.168.10.1 route-policy A import

更改默认local_preference值：

进入BGP：BGP 200
更改默认本地优先级值：default local-preference 10000

Local_preference注意事项：

  1. 不能在EBGP中传递
  2. 在传递到IBGP中IBGP会产生缺省Local_preference,再传递给IBGP对等体
  3. 使用bgp default local-preference命令修改缺省Local_Preference值，该值缺省为100。
  4. 路由器在向其EBGP对等体发送路由更新时，不能携带Local_Preference属性，但是对方接收路由之后，会在本地为这条路由赋一个缺省Local_Preference值（100），然后再将路由传递给自己的IBGP对等体。
  5. 本地使用network命令及import-route命令引入的路由， Local_Preference为缺省值100，并能在AS内向其他IBGP对等体传递，传递过程中除非受路由策略影响，否则Local_Preference不变。
21. Community属性

        Internet: 0  默认向所有的对等体发送路由

        No-Advertise:0xFFFFFF02 收到此属性路由不向任何对等体发送

        No-Export:0xFFFFFFF01 收到后不向AS外发送路由

        No-Export-Subconfed:0xFFFFFF03 收到路由后，即不向AS外发也不向子AS发

路由配置:

抓取网段：ip ip-prefix wh index 10 permit 1.1.1.1 32
使用路由策略：route-policy A permit node 10if-math ip-prefix  whapply community No-Export ( Internet，Advertise，No-Export-Subconfed ，100：200)
BGP中调用：BGP 100peer 192.168.10.1 route-policy A Export
开启团体属性： peer 192.168.10.1 advertise-community

        Community-filter工具

        AR1：

抓取网段：ip ip-prefix 4 index 20 permit 10.1.100.5 32
使用路由策略：route-policy w1 permit node 40if-match ip-prefix 4apply community 100:200
BGP中调用：bgp 100peer 192.168.1.2 route-policy w1 export

        AR4：

使用community-filter工具：ip community-filter 1 permit 100:200
使用路由策略：route-policy w2 deny node 10if-match community-filter 1
BGP中调用：bgp 2001peer 2.2.2.2 route-policy w2 import

22. 联盟

        将一个AS内部划分为多个子AS

        配置命令：

    

进入子ASBGP: BGP2000
标识属于的联盟：confederation id 200
标识要建立对等体的子AS号：confederation peer-as 2001 2002
建立对等体：peer 192.168.1.1 as-number 2001
peer 192.168.2.1 as-number 2002
更改下一跳为本地：peer 192.168.1.1 next-hop-localpeer 192.168.2.1 next-hop-local
22. preferred-value属性（华为特有属性，越大越优，本地有效）

路由配置

抓取网段：ip ip-prefix 1 index 10 permit 4.4.4.4 32
使用路由策略：route-policy wh1 permit node 10if-match ip-prefix 1apply preferred-value 10000#
默认允许：route-policy wh1 permit node 20
BGP中应用：bgp 100
peer 2.2.2.2 as-number 100
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
peer 2.2.2.2 route-policy wh1 import
23. MED属性：

注意事项：1.  缺省情况下，路由器只比较来自同一相邻AS的BGP路由的MED值；

  1. 如果一条路由是本地开始通过import或network引入的，则默认携带MED属性通告给MED对等体
  1. 一条BGP路由为从BGP对等体学习到，那么该路由传递给EBGP对等体时缺省不会携带MED属性。
  2. 在IBGP对等体之间传递路由时，MED值会被保留并传递

默认操作：1. 如果路由器通过IGP学习到一条路由，并通过network或import-route的方式将路由引入BGP，产生的BGP路由的MED值继承路由在IGP中的metric

    2. 如果路由器将本地直连、静态路由通过network或import-route的方式引入BGP，那么这条BGP路由的MED为0，因为直连、静态路由cost为0

     3. 一条从BGP学习到的路由传递给其他EBGP对等体时，默认不携带MED，MED不会跨AS传递

          4. 修改默认MED值时只能通过import-route和aggregate(聚合)的路由生效

路由配置：            

抓取网段：ip ip-prefix 1 index 10 permit 192.168.1.1 24使用路由策略：route-policy wh1 permit node 10if-match ip-prefix 1apply cost 100BGP中应用：bgp 100
peer 2.2.2.2 as-number 100
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
peer 2.2.2.2 route-policy wh1 import
Compare-different-as-med (比较不同的as的med)  
24. BGP路由反射器

反射规则：

  1. RR从非客户端学习到的IBGP路由会反射给所有客户端
  2. RR从客户端学习到的IBGP路由会反射给所有的除该客户端之外客户端和非客户端
  3. RR从EBGp对等体学习到的路由会发送给所有的非客户和客户对等体

       反射和发送的区别：反射携带特殊属性，发送不携带特殊属性 （Originator_ID，Cluster_List）

       路由反射器特殊属性：

  1. Originator_ID：当BGP路由器收到一条携带Originator_ID属性的IBGP路由，并且Originator_ID属性值与自身的Router ID相同，则它会忽略关于该条路由的更新
  2. Cluster_List：当一条路由被反射器反射后，该RR（该簇）的Cluster_ID就会被添加至路由的Cluster_list属性中。 当RR收到一条携带Cluster_list属性的BGP路由，且该属性值中包含该簇的Cluster_ID时，RR认为该条路由存在环路，因此将忽略关于该条路由的更新。

       命令配置：

进入BGP：BGP 200
配置他的对等体为客户端： peer 3.3.3.3 reflect-client
配置路由反射器集群ID：reflector cluster-id
25. BGP选路原则
  1. 首先丢弃下一跳next_hop不可达的
  2. 优选协议首选值（Preferred-value）值最大的路由
  3. 优选本地优先级（local_pref）最高的
  4. 优选手动聚合>自动聚合>network>import>对 等体学到的
  5. 优选AS路径AS_path最短的路由
  6. 优选Origin属性最优的路由：i>e>?
  7. 优选MED值最小的
  8. 优选EBGP对等体学习的路由
  9. 优选Next_hop的IGP度量值最小的
  10. 优选Cluster_list最短的路由
  11. 优选Router_ID最小的设备通告的路由
  12. 优选具有最小IP地址的对等体通告的路由

16. BGP路由负载分担

负载分担前提条件：

  1. Preferred-Value属性值相同。
  2. Local_Preference属性值相同。
  3. 都是聚合路由或者非聚合路由。
  4. AS_Path属性长度相同。
  5. Origin类型（IGP、EGP、Incomplete）相同。
  6. MED属性值相同。
  7. 都是EBGP路由或都是IBGP路由。
  8. AS内部IGP的Metric相同。
  9. AS_Path属性完全相同。

负载分担配置：

进入BGP：BGP 100
配置负载分担：maximum load-balancing ibgp 2
配置不比较AS_PATH:load_balancing  as_path_ignore

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