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定义
边界网关协议BGP#xff08;Border Gateway Protocol#xff09;是一种实现自治系统AS#xff08;Autonomous System#xff09;之间的路由可达#xff0c;并选择最佳路由的距离矢量路由协议。早期发布的三个版本分别是BGP-1#xff08;RFC1105#xff0…BGP简介
定义
边界网关协议BGPBorder Gateway Protocol是一种实现自治系统ASAutonomous System之间的路由可达并选择最佳路由的距离矢量路由协议。早期发布的三个版本分别是BGP-1RFC1105、BGP-2RFC1163和BGP-3RFC12671994年开始使用BGP-4RFC17712006年之后单播IPv4网络使用的版本是BGP-4RFC4271其他网络如IPv6等使用的版本是MP-BGPRFC4760。
MP-BGP是对BGP-4进行了扩展来达到在不同网络中应用的目的BGP-4原有的消息机制和路由机制并没有改变。MP-BGP在IPv6单播网络上的应用称为BGP4在IPv4组播网络上的应用称为MBGPMulticast BGP。
目的
为方便管理规模不断扩大的网络网络被分成了不同的自治系统。1982年外部网关协议EGPExterior Gateway Protocol被用于实现在AS之间动态交换路由信息。但是EGP设计得比较简单只发布网络可达的路由信息而不对路由信息进行优选同时也没有考虑环路避免等问题很快就无法满足网络管理的要求。
BGP是为取代最初的EGP而设计的另一种外部网关协议。不同于最初的EGPBGP能够进行路由优选、避免路由环路、更高效率的传递路由和维护大量的路由信息。
虽然BGP用于在AS之间传递路由信息但并不是所有AS之间传递路由信息都需要运行BGP。比如在数据中心上行的连入Internet的出口上为了避免Internet海量路由对数据中心内部网络的影响设备采用静态路由代替BGP与外部网络通信。
受益
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 BGP采用认证和GTSM的方式保证了网络的安全性。 BGP提供了丰富的路由策略能够灵活的进行路由选路。 BGP提供了路由聚合和路由衰减功能用于防止路由振荡有效提高了网络的稳定性。 BGP使用TCP作为其传输层协议端口号为179并支持BGP与BFD联动、BGP Tracking和BGP GR提高了网络的可靠性。 BGP的基本概念
本章节介绍了BGP的基本概念理解这些基本概念后您可以更好的理解BGP的其它功能。
自治系统ASAutonomous System
AS是指在一个实体管辖下的拥有相同选路策略的IP网络。BGP网络中的每个AS都被分配一个唯一的AS号用于区分不同的AS。AS号分为2字节AS号和4字节AS号其中2字节AS号的范围为1至655354字节AS号的范围为1至4294967295。支持4字节AS号的设备能够与支持2字节AS号的设备兼容。
BGP分类
如图1所示BGP按照运行方式分为EBGPExternal/Exterior BGP和IBGPInternal/Interior BGP。 EBGP运行于不同AS之间的BGP称为EBGP。为了防止AS间产生环路当BGP设备接收EBGP对等体发送的路由时会将带有本地AS号的路由丢弃。 IBGP运行于同一AS内部的BGP称为IBGP。为了防止AS内产生环路BGP设备不将从IBGP对等体学到的路由通告给其他IBGP对等体并与所有IBGP对等体建立全连接。为了解决IBGP对等体的连接数量太多的问题BGP设计了路由反射器和BGP联盟。
说明如果在AS内一台BGP设备收到EBGP邻居发送的路由后需要通过另一台BGP设备将该路由传输给其他AS此时推荐使用IBGP。 BGP报文交互中的角色
BGP报文交互中分为Speaker和Peer两种角色。 Speaker发送BGP报文的设备称为BGP发言者Speaker它接收或产生新的报文信息并发布Advertise给其它BGP Speaker。 Peer相互交换报文的Speaker之间互称对等体Peer。若干相关的对等体可以构成对等体组Peer Group。
BGP的路由器号Router ID
BGP的Router ID是一个用于标识BGP设备的32位值通常是IPv4地址的形式在BGP会话建立时发送的Open报文中携带。对等体之间建立BGP会话时每个BGP设备都必须有唯一的Router ID否则对等体之间不能建立BGP连接。 BGP工作原理
BGP对等体的建立、更新和删除等交互过程主要有5种报文、6种状态机和5个原则。
BGP的报文
BGP对等体间通过以下5种报文进行交互其中Keepalive报文为周期性发送其余报文为触发式发送 Open报文用于建立BGP对等体连接。 Update报文用于在对等体之间交换路由信息。 Notification报文用于中断BGP连接。 Keepalive报文用于保持BGP连接。 Route-refresh报文用于在改变路由策略后请求对等体重新发送路由信息。只有支持路由刷新Route-refresh能力的BGP设备会发送和响应此报文。
BGP状态机
如图1所示BGP对等体的交互过程中存在6种状态机空闲Idle、连接Connect、活跃Active、Open报文已发送OpenSent、Open报文已确认OpenConfirm和连接已建立Established。在BGP对等体建立的过程中通常可见的3个状态是Idle、Active和Established。 Idle状态是BGP初始状态。在Idle状态下BGP拒绝邻居发送的连接请求。只有在收到本设备的Start事件后BGP才开始尝试和其它BGP对等体进行TCP连接并转至Connect状态。 说明
Start事件是由一个操作者配置一个BGP过程或者重置一个已经存在的过程或者路由器软件重置BGP过程引起的。任何状态中收到Notification报文或TCP拆链通知等Error事件后BGP都会转至Idle状态。 在Connect状态下BGP启动连接重传定时器Connect Retry等待TCP完成连接。 如果TCP连接成功那么BGP向对等体发送Open报文并转至OpenSent状态。如果TCP连接失败那么BGP转至Active状态。如果连接重传定时器超时BGP仍没有收到BGP对等体的响应那么BGP继续尝试和其它BGP对等体进行TCP连接停留在Connect状态。 在Active状态下BGP总是在试图建立TCP连接。 如果TCP连接成功那么BGP向对等体发送Open报文关闭连接重传定时器并转至OpenSent状态。如果TCP连接失败那么BGP停留在Active状态。如果连接重传定时器超时BGP仍没有收到BGP对等体的响应那么BGP转至Connect状态。 在OpenSent状态下BGP等待对等体的Open报文并对收到的Open报文中的AS号、版本号、认证码等进行检查。 如果收到的Open报文正确那么BGP发送Keepalive报文并转至OpenConfirm状态。如果发现收到的Open报文有错误那么BGP发送Notification报文给对等体并转至Idle状态。在OpenConfirm状态下BGP等待Keepalive或Notification报文。如果收到Keepalive报文则转至Established状态如果收到Notification报文则转至Idle状态。 在Established状态下BGP可以和对等体交换Update、Keepalive、Route-refresh报文和Notification报文。 如果收到正确的Update或Keepalive报文那么BGP就认为对端处于正常运行状态将保持BGP连接。如果收到错误的Update或Keepalive报文那么BGP发送Notification报文通知对端并转至Idle状态。Route-refresh报文不会改变BGP状态。如果收到Notification报文那么BGP转至Idle状态。如果收到TCP拆链通知那么BGP断开连接转至Idle状态。
BGP对等体之间的交互原则
BGP设备将最优路由加入BGP路由表形成BGP路由。BGP设备与对等体建立邻居关系后采取以下交互原则 从IBGP对等体获得的BGP路由BGP设备只发布给它的EBGP对等体。 从EBGP对等体获得的BGP路由BGP设备发布给它所有EBGP和IBGP对等体。 当存在多条到达同一目的地址的有效路由时BGP设备只将最优路由发布给对等体。 路由更新时BGP设备只发送更新的BGP路由。 所有对等体发送的路由BGP设备都会接收。 实验需求
如图中所示需要在所有Switch间运行BGP协议S1、S2之间建立EBGP连接S2、S3和S4之间建立IBGP全连接。
注请确保该场景下互联接口的STP处于未使能状态。因为在使能STP的环形网络中如果用交换机的VLANIF接口构建三层网络会导致某个端口被阻塞从而导致三层业务不能正常运行。 配置思路
采用如下的思路配置BGP的基本功能
在S2、S3和S4间配置IBGP连接。在S1和S2之间配置EBGP连接。 操作步骤
配置各接口所属的VLAN # 配置S1。S2、S3和S4的配置与S1类似。
Huaweisystem-view
Enter system view, return user view with CtrlZ.
[Huawei]sysname S1[S1]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.[S1]vlan batch 10 50
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.[S1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[S1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[S1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 10[S1-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2r
[S1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[S1-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 50
[S1-GigabitEthernet0/0/2]quit 2. 配置各VLANIF接口的IP地址 # 配置S1。S2、S3和S4的配置与S1类似。
[S1]interface Vlanif 10
[S1-Vlanif10]ip address 192.168.1.2 24
[S1-Vlanif10]quit[S1]interface Vlanif 50
[S1-Vlanif50]ip address 10.1.1.1 16
[S1-Vlanif50]quit 3. 配置IBGP连接 # 配置S2。
[S2]bgp 65009
[S2-bgp]router-id 172.17.2.2
[S2-bgp]peer 172.16.1.2 as-number 65009
[S2-bgp]peer 172.16.3.2 as-number 65009
[S2-bgp]quit # 配置S3。
[S3]bgp 65009
[S3-bgp]router-id 172.17.3.3
[S3-bgp]peer 172.16.3.1 as-number 65009
[S3-bgp]peer 172.16.2.2 as-number 65009
[S3-bgp]quit # 配置S4。
[S4]bgp 65009
[S4-bgp]router-id 172.17.4.4
[S4-bgp]peer 172.16.1.1 as-number 65009
[S4-bgp]peer 172.16.2.1 as-number 65009
[S4-bgp]quit 4. 配置EBGP # 配置S1。
[S1]bgp 65008
[S1-bgp]router-id 172.17.1.1
[S1-bgp]peer 192.168.1.1 as-number 65009
[S1-bgp]quit # 配置S2。
[S2]bgp 65009
[S2-bgp]peer 192.168.1.2 as-number 65008
[S2-bgp]quit # 查看BGP对等体的连接状态。 可以看出S2其它Switch的BGP连接均已建立。 5. 配置S1发布路由10.1.0.0/16 # 配置S1发布路由。
[S1]bgp 65008
[S1-bgp]ipv4-family unicast
[S1-bgp-af-ipv4]network 10.1.0.0 255.255.0.0
[S1-bgp-af-ipv4]quit
[S1-bgp]quit # 查看S1路由表信息。 # 查看S2的路由表。 # 查看S3的路由表。 从路由表可以看出S3学到了AS65008中的10.1.0.0的路由但因为下一跳192.168.1.2不可达所以也不是有效路由。 6. 配置BGP引入直连路由 # 配置S2。
[S2]bgp 65009
[S2-bgp]ipv4-family unicast
[S2-bgp-af-ipv4]import-route direct
[S2-bgp-af-ipv4]quit
[S2-bgp]quit # 查看S1的BGP路由表。 # 查看S3的路由表。 可以看出到10.1.0.0的路由变为有效路由下一跳为S1的地址。 # 使用Ping进行验证。 S2 配置
Huaweisystem-view
Enter system view, return user view with CtrlZ.
[Huawei]sysname S2[S2]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.[S2]vlan batch 10 20 30
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.[S2]interface GigabitEthernet 0/0/1
[S2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[S2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 10[S2-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[S2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[S2-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 20[S2-GigabitEthernet0/0/2]interface GigabitEthernet 0/0/3
[S2-GigabitEthernet0/0/3]port link-type trunk
[S2-GigabitEthernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan 30
[S2-GigabitEthernet0/0/3]quit [S2]interface Vlanif 10
[S2-Vlanif10]ip address 192.168.1.1 24[S2-Vlanif10]interface Vlanif 20
[S2-Vlanif20]ip address 172.16.3.1 24[S2-Vlanif20]interface Vlanif 30
[S2-Vlanif30]ip address 172.16.1.1 24
[S2-Vlanif30]quit S3 配置
Huaweisystem-view
Enter system view, return user view with CtrlZ.
[Huawei]sysname S3[S3]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.[S3]vlan batch 20 40
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.[S3]interface GigabitEthernet 0/0/1
[S3-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[S3-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 20[S3-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[S3-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[S3-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 40
[S3-GigabitEthernet0/0/2]quit [S3]interface Vlanif 20
[S3-Vlanif20]ip address 172.16.3.2 24[S3-Vlanif20]interface Vlanif 40
[S3-Vlanif40]ip address 172.16.2.1 24
[S3-Vlanif40]quit S4 配置
Huaweisystem-view
Enter system view, return user view with CtrlZ.
[Huawei]sysname S4[S4]undo info-center enable
Info: Information center is disabled.[S4]vlan batch 30 40
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.[S4]interface GigabitEthernet 0/0/1
[S4-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk
[S4-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan 30[S4-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[S4-GigabitEthernet0/0/2]port link-type trunk
[S4-GigabitEthernet0/0/2]port trunk allow-pass vlan 40
[S4-GigabitEthernet0/0/2]quit [S4]interface Vlanif 30
[S4-Vlanif30]ip address 172.16.1.2 24[S4-Vlanif30]interface Vlanif 40
[S4-Vlanif40]ip address 172.16.2.2 24
[S4-Vlanif40]quit
