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        withdrawn routes（nbyte）: 不可达路由的列表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 2000
            rule 5 permit source 1.1.1.1 0
route-policy设置:
                 route-policy name1 permit node 10
                 if-math acl 2000
                 apply as-path 10 20 30 40 50 additive（添加）(overwrite替换）（none overwrite清空）
  bgp调用：
          bgp 200
          peer 192.168.10.1 route-policy a import

     as-path-filter工具

抓取as:ip as-path-filter  asname permit 200
       route-policy设置: route-policy a deny node 10
       if-math as-path-filter asname

bgp中调用：bgp 100
           peer 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 10
                       if-math ip-prefix  wh
                       apply local-preference 1000
bgp中调用：bgp 100
      peer 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 10
                       if-math ip-prefix  wh
                       apply community no-export ( internet，advertise，no-export-subconfed ，100：200)
bgp中调用：bgp 100
          peer 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 40
                                     if-match ip-prefix 4
                       apply community 100:200
bgp中调用：bgp 100
                    peer 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 10
                        if-match community-filter 1
bgp中调用：bgp 2001
                    peer 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-local
                 peer 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 10
                       if-match ip-prefix 1
                       apply 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 10
                                    if-match ip-prefix 1
                                    apply cost 100
            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
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