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BGP笔记及综合实验

news 2025/8/9 7:59:30

BGP基础

一、BGP产生背景
- BGP定义：边界网关协议（BGP）是自治系统间的动态路由协议，属于外部网关协议（EGP）。
- 自治系统（AS）：由统一管理、运行同一IGP协议的路由器组成，通常采用相同路由策略。
- AS编号：
- 2字节：范围0-65535，0和65535保留；公有AS为1-64511，私有AS为64512-65535。
- 4字节：公有AS为65536–4199999999，私有AS为4200000000–4294967294。
二、路由协议的分类
- IGP：包括RIP、OSPF、IS-IS。
- EGP：即BGP。
三、BGP协议特性
1. 负责在自治系统间传递路由，AS内部路由扩散依靠IGP。
2. 是路径矢量协议，一跳为一个自治系统，路由在AS间传递时下一跳会变化，在AS内部传递时下一跳不变。
3. 具有AS防环机制，通过AS_PATH属性，当路由的AS_PATH中包含本AS编号时不学习该路由。
4. 基于TCP协议传输，端口号179，需手动配置邻居。
5. 第一次网络收敛发送完整路由表，后续只发送增量更新。
6. 有多种属性可控制路由选择。
7. 支持路由聚合。
8. 可进行路由过滤和路由策略配置。
四、BGP基本术语
- BGP Speaker：运行BGP协议的路由器。
- BGP Peer：相互存在TCP连接、交换路由信息的BGP Speaker。
- BGP对等体：
- EBGP对等体：跨AS的邻居，一般物理直连，从其获得的路由会向所有对等体通告。
- IBGP对等体：同一AS内部的邻居。
- 邻居可以直连，也可以非直连。
五、BGP规划问题（路由黑洞）
- 产生原因：IBGP邻居之间存在未运行BGP协议的路由器，无法获得BGP路由，导致数据包被丢弃。
- 解决方法：
- BGP引入IGP。
- 在黑洞路由器上配置目的网段的静态路由。
- 建立IBGP全连接（存在IBGP水平分割机制，从IBGP邻居学习的路由不传递给其他IBGP邻居）。
- 使用BGP路由反射器（无视IBGP防环机制，减少邻居关系数量）。
- 采用BGP联盟（减少邻居关系数量，受IBGP水平分割限制）。
六、BGP环路问题（水平分割）
- EBGP水平分割：通过AS_PATH属性防环，学习到的路由中若有本地AS号则拒绝学习。
- IBGP水平分割：路由器从一个IBGP对等体学习到的BGP路由，不会通告给其他IBGP对等体。
七、BGP消息种类
- 头部信息：包含标记（解决协议兼容性）、长度（指示报文长度）、类型（指示报文类型）。
- 数据包种类：
- Open：建立BGP对等体连接，携带route-id，包含保持时间、可选参数等。
- Keepalive：周期性发送以保持连接有效性，默认每60秒发送，超时时间180秒。
- Update：携带路由更新信息，包括要撤销和新增的路由及相关属性。
- Notification：检测到错误状态时发送，之后关闭BGP连接。
- Router-refresh：改变路由策略后，要求对等体重发指定地址族的完整路由表，仅支持该能力的路由器会响应。
八、BGP状态机
- Idle：空闲状态，停留30秒，准备TCP连接并监视远程对等体。
- Connect：TCP连接中，连接失败进入Active状态。
- Active：TCP主动连接方，连接未成功则反复尝试。
- OpenSent：成功建立TCP连接，发送open报文，等待对方open报文。
- OpenConfirm：收到open报文，发送Keepalive报文，等待第一个Keepalive报文。
- Established：收到Keepalive报文，成功建立邻居关系。
九、BGP邻居建立条件
- IBGP：
- 物理口建邻：建议使用直连接口地址。
- 环回口建邻：对方接口有IP地址且TCP可达，更新源地址需与指定邻居地址一致，无需直连。
- EBGP：
- 物理口建邻：建议使用直连接口地址。
- 环回口建邻：对方接口有IP地址且TCP可达，可修改最大跳数实现非直连，更新源地址需与指定邻居地址一致。
- 注意：默认IBGP邻居间数据包TTL为255，EBGP为1，环回建立EBGP邻居需修改TTL值。
十、BGP基本配置
1. 启动与创建连接：启动BGP，配置router-id，指定对等体及AS号，创建地址族并使能交换路由信息能力。
2. 优化连接：指定建立TCP连接的源接口，设置EBGP对等体最大跳数。
3. 生成路由：将本地路由发布到BGP路由表，或引入其它路由协议的路由。
4. 查看命令：display bgp peer（查看对等体信息）、display bgp routing-table（查看路由表）。

BGP选路及属性

一、BGP路由选路原则（13条）
1. 丢弃下一跳（NEXT_HOP）不可达的路由。
2. 优选Preferred-value值最大的路由（默认0，取值0~65535，H3C和华为私有属性）。
3. 优选本地优先级（LOCAL_PREF）最高的路由。
4. 依次选择network命令生成的路由、import-route命令引入的路由、聚合路由。
5. 优选AS路径（AS_PATH）最短的路由。
6. 依次选择ORIGIN属性为IGP、EGP、Incomplete的路由。
7. 优选MED值最低的路由。
8. 依次选择从EBGP、联盟EBGP、联盟IBGP、IBGP学来的路由。
9. 优选下一跳度量值（通过IGP到达下一跳的度量）最低的路由。
10. 优选CLUSTER_LIST长度最短的路由。
11. 优选ORIGINATOR_ID最小的路由。
12. 优选Router ID最小的路由器发布的路由。
13. 优选IP地址最小的对等体发布的路由。
二、BGP负载分担时的选路
1. 背景：BGP默认选出唯一最优路由，可通过配置命令或路由策略修改属性实现负载分担，如 maximum load-balancing 2 允许最多2条等价路径。
2. 与IGP的区别：
- IGP通过自身路由算法，对度量值相等的路由进行负载分担。
- BGP无路由计算算法，基于选路规则有条件地实现负载分担。
三、BGP路由的发布策略
- 只将最优路由发布给对等体（默认发布BGP路由表最优路由，配置 active-route-advertise 则发布IP路由表最优路由）。
- 只发布自己使用的最优路由。
- 从EBGP获得的路由向所有BGP对等体发布。
- 从IBGP获得的路由不向IBGP对等体发布（IBGP水平分割），但会发布给EBGP对等体。
- BGP连接建立后，向新对等体发布所有满足条件的路由，后续仅在路由变化时发布更新。
四、BGP属性（控制选路的方法）
1. 公认属性（所有路由器必须识别）
公认必遵属性（BGP路由必须携带）
- AS_path：记录路由经过的AS编号，用于AS防环，选路时AS_PATH短的优先。
- next-hop：下一跳地址。向EBGP邻居发布路由时，下一跳为EBGP邻居地址；向IBGP邻居发布时，下一跳不变，可通过命令修改为本地地址。
- origin：描述路由来源，属性值优选顺序为IGP>EGP>Incomplete。
公认可选属性（所有路由器识别，非必须携带）
- local-perference：本地优先级，仅在IBGP邻居间传递，默认值100，值大的优先，用于AS内选择离开本AS的最佳路由。
- Atomic-aggregate：自动聚合属性，BGP支持自动或手动聚合。
2. 可选属性
可选传递属性（路由器可不识别，但会传递）
- aggregator：手动聚合属性。
- community：团体属性。
可选非传递属性（路由器可不识别，且不传递）
- clustor_list：集群列表。
- originator_id：集群ID。
- MED：多出口鉴别器，用于判断流量进入AS的最优路径，仅在相邻AS间传递，默认值0（network路由）或原IGP的cost（引入路由），值小的优先。
3. preferred-value
- 首选项，H3C和华为私有属性，默认0，取值0~65535，值大的路由优先。
五、属性控制的选择建议
1. 影响下游所有路由器选路：使用AS-PATH。
2. 影响本AS内部某个路由器选路：使用Local-preference。
3. 影响下游某一个AS的路由器选路：使用MED。
4. 影响某一台路由器选路：使用preferred-value。
六、属性控制方法
通过路由策略实现，对匹配的路由用 Apply 子句修改属性，在邻居的入/出方向调用策略，空节点允许其他网段通过。

BGP对等体组、聚合、路由反射器、联盟、团体属性

一、大规模BGP网络的问题
- BGP对等体众多，配置和维护复杂。
- BGP路由表庞大，对设备性能要求高。
- IBGP全连接导致邻居数量过多，管理难度大。
- 路由变化频繁，引发频繁的路由更新。
二、解决大规模BGP网络问题的方案
问题类型解决方法
BGP对等体众多对等体组、BGP团体
BGP路由表庞大 BGP路由聚合
IBGP全连接（邻居过多）路由反射器、BGP联盟
路由变化频繁 BGP路由衰减
三、对等体组
- 定义：具有相同属性的对等体集合，可简化配置。
- 分类：
- IBGP对等体组：同一AS内的对等体组成。
- EBGP对等体组：同一外部AS的对等体组成（不常用，因多外部AS需多组配置）。
- 配置示例：
- IBGP对等体组： [R2-bgp]group in internal ，再将对等体加入组并配置属性。
- EBGP对等体组： [Router-bgp]group group-name external ，设置AS号并加入对等体。
四、BGP路由聚合
- 作用：减小路由表规模。
- 类型：
- 自动聚合：仅对引入的IGP路由生效，汇总到主类（易产生黑洞），华为默认关闭，配置命令 [r1-bgp]summary automatic 。
- 手工聚合：可精确汇总，可在任意路由器配置，常用命令：
- aggregate 172.16.0.0 16 ：基本聚合（明细路由仍通告）。
- aggregate 172.16.0.0 16 detail-suppressed ：抑制明细路由。
- aggregate 172.16.0.0 16 as-set ：汇总路由继承明细路径属性。
- aggregate 172.16.0.0 16 suppress-policy 策略名：选择性抑制明细路由。
五、路由反射器
- 定义：能将从IBGP邻居学习的路由反射给其他IBGP邻居，替代IBGP全连接。
- 角色：
- RR（路由反射器）：核心设备，负责反射路由。
- Client（客户机）：与RR建立IBGP邻居，无需知晓RR存在。
- 非客户机：与RR建立IBGP邻居，但不被视为客户机。
- 反射规则：
- 从非客户机接收的路由，仅反射给客户机。
- 从客户机接收的路由，反射给所有客户机和非客户机（排除始发者）。
- 从EBGP接收的路由，反射给所有客户机和非客户机。
- 防环机制：
- Cluster_list：记录经过的反射器集群ID，含本机ID则丢弃路由，短列表优先。
- Originator_ID：路由始发者的Router ID，收到与自身ID相同的路由则忽略，值小优先。
- 配置示例： [R2-bgp]peer 3.3.3.3 reflect-client （指定客户机）； [R2-bgp]reflector cluster-id 2.2.2.2 （配置集群ID）。
六、BGP联盟
- 定义：将一个AS划分为多个子AS，子AS内IBGP全连接，子AS间建立联盟内部EBGP连接，解决IBGP连接激增问题。
- 注意点：
- 子AS使用私有AS编号。
- 与外部AS仍建立正常EBGP邻居。
- 跨子AS的EBGP邻居需修改下一跳为本机。
- 配置示例： [R2-bgp]confederation id 200 （申明主AS）； [R2-bgp]confederation peer-as 65002 （申明联盟同伴子AS）。
七、BGP团体属性（Community）
- 定义：路由的标记，用于批量匹配具有相同特征的路由。
- 表达格式：32位二进制，可表示为十进制或“AS号:自定义值”（前16位AS号，后16位自定义）。
- 公认团体属性：
- Internet：默认，可通告给所有对等体。
- no-advertise：不可通告给任何对等体。
- no-export：不可通告给外部AS（可通告给联邦EBGP）。
- no-export-subconfed：不可通告给外部AS及联邦EBGP。
- 配置示例：通过路由策略打标记， [R1-route-policy]apply community no-export ，并启用通告 [R1-bgp]peer 100.1.1.2 advertise-community 。
八、BGP路由衰减（Route Dampening）
- 作用：解决路由振荡问题。
- 原理：路由每振荡一次加惩罚值（默认1000），超过抑制阈值（默认2000）则抑制路由；惩罚值每半衰期（默认15分钟）减半，低于重用阈值（默认750）则重新启用。
- 配置命令： [bgp 100]dampening （默认参数）； dampening 15 750 2000 10000 （自定义参数：半衰期、重用阈值、抑制阈值、最大惩罚值）。

BGP综合实验

一、实验拓扑

二、实验需求

1、AS1中存在两个环回，一个地址为192.168.1.0/24，该地址不能在任何协议中宣告；AS3中存在两个环回，一个地址为192.168.2.0/24，该地址不能在任何协议中宣告，最终要求这两个环回可以ping通；

2、R1-R8的建邻环回用x.x.x.x/32表示；整个AS2的IP地址为172.16.0.0/16，请合理划分；并且其内部配置OSPF协议；

3、AS间的骨干链路IP地址随意定制；

4、使用BGP协议让整个网络所有设备的环回可以互相访问；

5、减少路由条目数量，避免环路出现；

三、实验步骤

1.IP地址配置

[R1]int g 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.1.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]int l 0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[R1-LoopBack0]q
[R1]int l 1
[R1-LoopBack1]ip add 192.168.1.1 24

[R2]int g 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.1.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 172.16.1.1 30
[R2-GigabitEthernet0/0/1]int g 0/0/2
[R2-GigabitEthernet0/0/2]ip add 172.16.1.21 30
[R2-GigabitEthernet0/0/2]int l 0
[R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32

[R3]int g 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 172.16.1.2 30
[R3-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 172.16.1.5 30
[R3-GigabitEthernet0/0/1]int l 0
[R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32
[R3-LoopBack0]int l 1
[R3-LoopBack1]ip add 172.16.3.1 24

[R4]int g 0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip add 172.16.1.6 30
[R4-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ip add 172.16.1.9 30
[R4-GigabitEthernet0/0/1]int l 0
[R4-LoopBack0]ip add 4.4.4.4 32
[R4-LoopBack0]int l1
[R4-LoopBack1]ip add 172.16.4.1 24
[R5]int g 0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]ip add 172.16.1.22 30
[R5-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/1
[R5-GigabitEthernet0/0/1]ip add 172.16.1.17 30
[R5-GigabitEthernet0/0/1]int l 0
[R5-LoopBack0]ip add 5.5.5.5 32
[R5-LoopBack0]int l 1
[R5-LoopBack1]ip add 172.16.5.1 24

[R6]int g 0/0/0
[R6-GigabitEthernet0/0/0]ip add 172.16.1.18 30
[R6-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/1
[R6-GigabitEthernet0/0/1]ip add 172.16.1.13 30
[R6-GigabitEthernet0/0/1]int l 0
[R6-LoopBack0]ip add 6.6.6.6 32
[R6-LoopBack0]int l 1
[R6-LoopBack1]ip add 172.16.6.1 24

[R7]int g0/0/0
[R7-GigabitEthernet0/0/0]ip add 172.16.1.14 30
[R7-GigabitEthernet0/0/0]int g 0/0/2
[R7-GigabitEthernet0/0/2]ip add 172.16.1.10 32
[R7-GigabitEthernet0/0/2]ip add 172.16.1.10 30
[R7-GigabitEthernet0/0/2]int g 0/0/1
[R7-GigabitEthernet0/0/1]ip add 78.1.1.1 24
[R7-GigabitEthernet0/0/1]int l 0
[R7-LoopBack0]ip add 7.7.7.7 32
[R7-LoopBack0]int l 1
[R7-LoopBack1]ip add 172.16.7.1 24

[R8]int g 0/0/0
[R8-GigabitEthernet0/0/0]ip add 78.1.1.2 24
[R8-GigabitEthernet0/0/0]int l 0
[R8-LoopBack0] ip add 8.8.8.8 32
[R8-LoopBack0]int l 1
[R8-LoopBack1]ip add 192.168.2.1 24

2.AS2内部配置OSPF协议

[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.1 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.21 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 2.2.2.2 0.0.0.0
[R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.2 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.5 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]net 3.3.3.3 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.3.0 0.0.0.255
[R4]ospf 1 router-id 4.4.4.4
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 4.4.4.4 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.6 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.9 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.4.0 0.0.0.255
[R5]ospf 1 router-id 5.5.5.5
[R5-ospf-1]area 0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.22 0.0.0.0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]net 5.5.5.5 0.0.0.0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.5.0 0.0.0.255
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.17 0.0.0.0
[R6]ospf 1 router-id 6.6.6.6
[R6-ospf-1]area 0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.0]net 6.6.6.6 0.0.0.0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.18 0.0.0.0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.13 0.0.0.0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.6.0 0.0.0.255
[R7]ospf 1 router-id 7.7.7.7
[R7-ospf-1]area 0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.0]net 7.7.7.7 0.0.0.0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.14 0.0.0.0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.1.10 0.0.0.0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.0]net 172.16.7.0 0.0.0.255

检查配置

3.BGP配置

[R1]bgp 1
[R1-bgp]peer 12.1.1.2 as-number 2
[R1-bgp]network 1.1.1.1 32
[R2]bgp 64512
[R2-bgp]confederation id 2
[R2-bgp]peer 12.1.1.1 as-number 1
[R2-bgp]confederation peer-as 64513
[R2-bgp]peer 172.16.1.3 as-number 64512
[R2-bgp]peer 172.16.1.3 connect-interface LoopBack 0
[R2-bgp]peer 172.16.1.3 next-hop-local
[R2-bgp]peer 172.16.0.22 as-number 64513
[R2-bgp]peer 172.16.0.22 next-hop-local
[R3-bgp]bgp 64512
[R3-bgp]confederation id 2
[R3-bgp]peer 172.16.1.2 as-number 64512
[R3-bgp]peer 172.16.1.2 connect-interface LoopBack 0
[R3-bgp]peer 172.16.1.4 as-number 64512
[R3-bgp]peer 172.16.1.4 connect-interface LoopBack 0
[R3-bgp]peer 172.16.1.6 reflect-client
[R4]bgp 64512
[R4-bgp]confederation id 2
[R4-bgp]peer 172.16.1.3 as-number 64512
[R4-bgp]peer 172.16.1.3 connect-interface LoopBack 0、
[R5]bgp 64513
[R5-bgp]confederation id 2
[R5-bgp]confederation peer-as 64512
[R5-bgp]peer 172.16.0.21 as-number 64512
[R5-bgp]peer 172.16.0.21 next-hop-local
[R5-bgp]peer 172.16.1.6 as-number 64513
[R5-bgp]peer 172.16.1.6 connect-interface LoopBack 0
[R5-bgp]peer 172.16.1.6 next-hop-local
[R6]bgp 64513
[R6-bgp]confederation id 2
[R6-bgp]peer 172.16.1.5 as-number 64513
[R6-bgp]peer 172.16.1.5 connect-interface LoopBack 0
[R6-bgp]peer 172.16.1.7 as-number 64513
[R6-bgp]peer 172.16.1.5 connect-interface LoopBack 0
[R6-bgp]peer 172.16.1.17 reflect-client
[R7]bgp 64513
[R7-bgp]confederation id 2
[R7-bgp]peer 34.1.1.2 as-number 3
[R7-bgp]peer 172.16.1.6 as-number 64513
[R7-bgp]peer 172.16.1.6 connect-interface LoopBack 0
[R7-bgp]peer 172.16.1.6 next-hop-local
[R8]bgp 3
[R8-bgp]peer 34.1.1.1 as-number 2
[R8-bgp]net 8.8.8.8 32

查看是否ping通

4.减少路由条目

[R2]ip route-static 172.16.0.0 16 NULL 0
[R2]bgp 64512
[R2-bgp]net 172.16.0.0 16
[R7]ip route-static 172.16.0.0 16 NULL 0
[R7]bgp 64513
[R7-bgp]net 172.16.0.0 16

5.配置GRE环境（因为AS1中存在两个环回，一个地址为192.168.1.0/24，该地址不能在任何协议中宣告;AS3中存在两个环回一个地址为192.168.2.0/24，该地址不能在任何协议中宣告，最终要求这两个环回可以ping通，故使用GRE）

[R1]int t 0/0/0
[R1-Tunnel0/0/0]ip add 11.1.1.1 24
[R1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre
[R1-Tunnel0/0/0]source 1.1.1.1
[R1-Tunnel0/0/0]destination 8.8.8.8
[R1]ip route-s
[R1]ip route-static 192.168.2.0 24 11.1.1.2
[R8]int t 0/0/0
[R8-Tunnel0/0/0]ip add 11.1.1.2 24
[R8-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre
[R8-Tunnel0/0/0]source 8.8.8.8
[R8-Tunnel0/0/0]description
[R8-Tunnel0/0/0]destination 1.1.1.1
[R8]ip route-static 192.168.1.0 24 11.1.1.1

实验测试全网通