Днес ще разгледаме протокола BGP. Няма да говорим дълго за това защо е и защо се използва като единствен протокол. Има доста информация по този въпрос например .
И така, какво е BGP? BGP е протокол за динамично маршрутизиране и е единственият EGP (External Gateway Protocol) протокол. Този протокол се използва за изграждане на маршрутизация в Интернет. Нека да разгледаме как се изгражда квартал между два BGP рутера.
Помислете за квартала между Router1 и Router3. Нека ги конфигурираме с помощта на следните команди:
router bgp 10
network 192.168.12.0
network 192.168.13.0
neighbor 192.168.13.3 remote-as 10
router bgp 10
network 192.168.13.0
network 192.168.24.0
neighbor 192.168.13.1 remote-as 10Съседство в рамките на една автономна система е AS 10. След въвеждане на информация в рутер, като Router1, този рутер се опитва да създаде връзка на съседство с Router3. Първоначалното състояние, когато нищо не се случва, се нарича Режим. Веднага щом bgp бъде конфигуриран на Router1, той ще започне да слуша TCP порт 179 - ще премине в състояние Свържете, и когато се опита да отвори сесия с Router3, ще премине в състояние Активен.
След като се установи сесията между Router1 и Router3, се обменят отворени съобщения. Когато това съобщение бъде изпратено от Router1, това състояние ще бъде извикано Отворете Изпратено. И когато получи отворено съобщение от Router3, ще премине в състояние Отворете Потвърждение. Нека разгледаме по-отблизо отвореното съобщение:
Това съобщение предава информация за самия BGP протокол, който рутерът използва. Чрез обмен на отворени съобщения, Router1 и Router3 комуникират информация за своите настройки един на друг. Предават се следните параметри:
- версия: това включва BGP версията, която рутерът използва. Текущата версия на BGP е версия 4, която е описана в RFC 4271. Два BGP рутера ще се опитат да договорят съвместима версия, когато има несъответствие, тогава няма да има BGP сесия.
- Моят AS: това включва AS номера на BGP рутера, рутерите ще трябва да се споразумеят за AS номера(та) и също така определя дали ще изпълняват iBGP или eBGP.
- Време за задържане: ако BGP не получи съобщения за поддържане на активност или актуализиране от другата страна за времето на задържане, тогава тя ще обяви другата страна за „мъртва“ и ще прекъсне BGP сесията. По подразбиране времето за задържане е зададено на 180 секунди на Cisco IOS рутери, съобщението за поддържане на активност се изпраща на всеки 60 секунди. И двата рутера трябва да се договорят за времето на задържане или няма да има BGP сесия.
- BGP идентификатор: това е локалният BGP рутер ID, който се избира точно както прави OSPF:
- Използвайте рутер-ID, който е конфигуриран ръчно с командата bgp router-id.
- Използвайте най-високия IP адрес на интерфейс за обратна връзка.
- Използвайте най-високия IP адрес на физически интерфейс.
- Незадължителни параметри: тук ще намерите някои допълнителни възможности на BGP рутера. Това поле е добавено, за да могат да се добавят нови функции към BGP, без да се налага да създавате нова версия. Нещата, които можете да намерите тук са:
- поддръжка на MP-BGP (Multi Protocol BGP).
- поддръжка за Route Refresh.
- поддръжка за 4-октетни AS номера.
За да създадете квартал, трябва да бъдат изпълнени следните условия:
- Номер на версията. Текущата версия е 4.
- AS номерът трябва да съответства на това, което сте конфигурирали съсед 192.168.13.3 отдалечен като 10.
- ID на рутера трябва да е различен от съседния.
Ако някой от параметрите не отговаря на тези условия, рутерът ще изпрати Нотификация съобщение, показващо грешката. След изпращане и получаване на отворени съобщения, съседската връзка влиза в състоянието УСТАНОВЕН. След това рутерите могат да обменят информация за маршрути и да правят това с помощта на Актуализация съобщения. Това е съобщението за актуализация, изпратено от Router1 до Router3:
Тук можете да видите мрежите, отчетени от атрибутите Router1 и Path, които са аналогични на показателите. Ще говорим за атрибутите на Path по-подробно. Съобщенията Keepalive също се изпращат в рамките на TCP сесия. Те се предават по подразбиране на всеки 60 секунди. Това е таймер Keepalive. Ако съобщение Keepalive не бъде получено по време на таймера за задържане, това ще означава загуба на комуникация със съседа. По подразбиране то е равно на 180 секунди.
Полезен знак:
Изглежда, че разбрахме как рутерите предават информация един на друг, сега нека се опитаме да разберем логиката на BGP протокола.
За рекламиране на маршрут към BGP таблицата, както при IGP протоколите, се използва мрежовата команда, но логиката на работа е различна. Ако в IGP, след указване на маршрут в мрежовата команда, IGP разглежда кои интерфейси принадлежат към дадена подмрежа и ги включва в своята таблица, тогава мрежовата команда в BGP разглежда таблицата за маршрутизиране и търси точно съответства на маршрута в мрежовата команда. Ако бъдат открити такива, тези маршрути ще се появят в BGP таблицата.
Потърсете маршрут в текущата IP маршрутизираща таблица на рутера, който точно съответства на параметрите на мрежовата команда; ако IP маршрутът съществува, поставете еквивалентния NLRI в локалната BGP таблица.
Сега нека повдигнем BGP към всички останали и да видим как маршрутът е избран в рамките на една AS. След като BGP рутерът получи маршрути от своя съсед, той започва да избира оптималния маршрут. Тук трябва да разберете какъв тип съседи може да има - вътрешни и външни. Рутерът разбира ли по конфигурация дали конфигурираният съсед е вътрешен или външен? Ако сте в екип:
neighbor 192.168.13.3 remote-as 10 параметърът remote-as указва AS, който е конфигуриран на самия рутер в командата ruter bgp 10. Маршрутите, идващи от вътрешната AS, се считат за вътрешни, а маршрутите от външната AS се считат за външни. И за всеки работи различна логика на получаване и изпращане. Помислете за тази топология:
Всеки рутер има интерфейс за обратна връзка, конфигуриран с ip: xxxx 255.255.255.0 - където x е номерът на рутера. На Router9 имаме loopback интерфейс с адрес - 9.9.9.9 255.255.255.0. Ще го обявим чрез BGP и ще видим как ще се разпространи. Този маршрут ще бъде предаден към Router8 и Router12. От Router8 този маршрут ще отиде до Router6, но към Router5 няма да бъде в таблицата за маршрутизиране. Също така на Router12 този маршрут ще се появи в таблицата, но на Router11 също няма да бъде там. Нека се опитаме да разберем това. Нека да разгледаме какви данни и параметри Router9 предава на своите съседи, отчитайки този маршрут. Пакетът по-долу ще бъде изпратен от Router9 до Router8.
Информацията за маршрута се състои от атрибути на пътя.
Атрибутите на пътя са разделени на 4 категории:
- Добре познати задължителни - Всички рутери, работещи с BGP, трябва да разпознават тези атрибути. Трябва да присъства във всички актуализации.
- Добре познат дискреционер - Всички рутери, работещи с BGP, трябва да разпознават тези атрибути. Те могат да присъстват в актуализациите, но присъствието им не е задължително.
- По желание преходен - може да не се разпознае от всички реализации на BGP. Ако рутерът не разпознае атрибута, той маркира актуализацията като частична и я препраща към своите съседи, като съхранява неразпознатия атрибут.
- Незадължителен непреходен - може да не се разпознае от всички реализации на BGP. Ако рутерът не разпознае атрибута, тогава атрибутът се игнорира и отхвърля, когато се предава на съседите.
Примери за BGP атрибути:
- Добре познати задължителни:
- Път на автономна система
- Следващ хоп
- Произход
- Добре познат дискреционер:
- Местни предпочитания
- Атомен агрегат
- По желание преходен:
- Агрегатор
- общности
- Незадължителен непреходен:
- Дискриминатор с множество изходи (MED)
- ID на инициатора
- Списък на клъстери
В този случай засега ще се интересуваме от Origin, Next-hop, AS Path. Тъй като маршрутът предава между Router8 и Router9, тоест в рамките на една AS, той се счита за вътрешен и ще обърнем внимание на Origin.
Атрибут Origin - показва как е получен маршрутът в актуализацията. Възможни стойности на атрибута:
- 0 - IGP: NLRI, получен в рамките на оригиналната автономна система;
- 1 - EGP: NLRI се научава с помощта на Exterior Gateway Protocol (EGP). Предшественик на BGP, не се използва
- 2 - Непълно: NLRI е научен по някакъв друг начин
В нашия случай, както се вижда от пакета, той е равен на 0. Когато този маршрут се предава на Router12, този код ще има код 1.
Next, Next-hop. Атрибут следващ скок
- Това е IP адресът на eBGP рутера, през който минава пътя към целевата мрежа.
- Атрибутът се променя, когато префиксът се изпрати до друга AS.
В случай на iBGP, т.е. в рамките на една AS, Next-hop ще бъде посочен от този, който е научил или казал за този маршрут. В нашия случай това ще бъде 192.168.89.9. Но когато този маршрут се предава от Router8 към Router6, Router8 ще го промени и ще го замени със свой собствен. Следващият хоп ще бъде 192.168.68.8. Това ни води до две правила:
- Ако рутер препраща маршрут към своя вътрешен съсед, той не променя параметъра Next-hop.
- Ако рутер предава маршрут към своя външен съсед, той променя Next-hop на ip на интерфейса, от който този рутер предава.
Това ни кара да разберем първия проблем - Защо няма да има маршрут в таблицата за маршрутизиране на Router5 и Router11. Нека да разгледаме по-отблизо. И така, Router6 получи информация за маршрут 9.9.9.0/24 и успешно го добави към таблицата за маршрутизиране:
Router6#show ip route bgp
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2
ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route
o - ODR, P - periodic downloaded static route, H - NHRP, l - LISP
a - application route
+ - replicated route, % - next hop override, p - overrides from PfR
Gateway of last resort is not set
9.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
B 9.9.9.0 [20/0] via 192.168.68.8, 00:38:25<source>
Теперь Router6 передал маршрут Router5 и первому правилу Next-hop не изменил. То есть, Router5 должен добавить <b>9.9.9.0 [20/0] via 192.168.68.8</b> , но у него нет маршрута до 192.168.68.8 и поэтому данный маршрут добавлен не будет, хотя информация о данном маршруте будет храниться в таблице BGP:
<source><b>Router5#show ip bgp
BGP table version is 1, local router ID is 5.5.5.5
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found
Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
* i 9.9.9.0/24 192.168.68.8 0 100 0 45 i</b>Същата ситуация ще се случи между Router11-Router12. За да избегнете тази ситуация, трябва да конфигурирате Router6 или Router12, когато предават маршрута на техните вътрешни съседи, да заменят техния IP адрес като Next-hop. Това става с помощта на командата:
neighbor 192.168.56.5 next-hop-selfСлед тази команда Router6 ще изпрати съобщение за актуализиране, където ip-то на интерфейса Gi0/0 Router6 ще бъде указано като Next-hop за маршрути - 192.168.56.6, след което този маршрут вече ще бъде включен в таблицата за маршрутизиране.
Нека отидем по-далеч и да видим дали този маршрут се появява на Router7 и Router10. Няма да е в таблицата за маршрутизиране и може да си помислим, че проблемът е същият като в първия с параметъра Next-hop, но ако погледнем изхода на командата show ip bgp, ще видим, че маршрутът не е получен там дори с грешен Next-hop, което означава, че маршрутът дори не е бил предаден. И това ще ни доведе до съществуването на друго правило:
Маршрутите, получени от вътрешни съседи, не се разпространяват към други вътрешни съседи.
Тъй като Router5 получи маршрута от Router6, той няма да бъде предаден на другия му вътрешен съсед. За да се извърши прехвърлянето, трябва да конфигурирате функцията , или да конфигурирате напълно свързани съседски връзки (Full Mesh), тоест Router5-7 всеки ще бъде съсед на всеки. В този случай ще използваме Route Reflector. На Router5 трябва да използвате тази команда:
neighbor 192.168.57.7 route-reflector-clientRoute-Reflector променя поведението на BGP при предаване на маршрут към вътрешен съсед. Ако вътрешният съсед е посочен като route-reflector-client, тогава вътрешните маршрути ще бъдат рекламирани на тези клиенти.
Маршрутът не се появи на Router7? Не забравяйте и за Next-hop. След тези манипулации маршрутът трябва да отиде и до Router7, но това не се случва. Това ни води до друго правило:
Правилото за следващ скок работи само за външни маршрути. За вътрешни маршрути атрибутът next-hop не се заменя.
И получаваме ситуация, в която е необходимо да се създаде среда, използваща статично маршрутизиране или IGP протоколи, за да се информират рутерите за всички маршрути в рамките на AS. Нека регистрираме статични маршрути на Router6 и Router7 и след това ще получим желания маршрут в таблицата на рутера. В AS 678 ще го направим малко по-различно - ще регистрираме статични маршрути за 192.168.112.0/24 на Router10 и 192.168.110.0/24 на Router12. След това ще установим връзката на съседство между Router10 и Router12. Ние също така ще конфигурираме Router12 да изпраща своя следващ скок към Router10:
neighbor 192.168.110.10 next-hop-selfРезултатът ще бъде, че Router10 ще получи маршрут 9.9.9.0/24, той ще бъде получен както от Router7, така и от Router12. Нека видим какъв избор прави Router10:
Router10#show ip bgp
BGP table version is 3, local router ID is 6.6.6.6
Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found
Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*>i 9.9.9.0/24 192.168.112.12 0 100 0 45 i
192.168.107.7 0 123 45 i
Както виждаме, два маршрута и стрелка (>) означават, че е избран маршрутът през 192.168.112.12.
Нека видим как работи процесът на избор на маршрут:
- Първата стъпка при получаване на маршрут е да проверите наличността на неговия Next-hop. Ето защо, когато получихме маршрут на Router5 без настройка Next-hop-self, този маршрут не беше допълнително обработен.
- Следва параметърът Тегло. Този параметър не е атрибут на пътя (PA) и не се изпраща в BGP съобщения. Конфигурира се локално на всеки рутер и се използва само за манипулиране на избора на маршрут на самия рутер. Нека разгледаме един пример. Точно по-горе можете да видите, че Router10 е избрал маршрут за 9.9.9.0/24 през Router12 (192.168.112.12). За да промените параметъра Wieght, можете да използвате route-map, за да зададете конкретни маршрути, или да зададете тегло на неговия съсед, като използвате командата:
neighbor 192.168.107.7 weight 200Сега всички маршрути от този съсед ще имат това тегло. Нека да видим как се променя изборът на маршрут след тази манипулация:
Router10#show bgp *Mar 2 11:58:13.956: %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console BGP table version is 2, local router ID is 6.6.6.6 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter, x best-external, a additional-path, c RIB-compressed, Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path *> 9.9.9.0/24 192.168.107.7 200 123 45 i * i 192.168.112.12 0 100 0 45 iКакто можете да видите, маршрутът през Router7 вече е избран, но това няма да има ефект върху другите рутери.
- На трета позиция имаме Local Preference. Този параметър е добре познат дискреционен атрибут, което означава, че присъствието му не е задължително. Този параметър е валиден само в рамките на една AS и засяга избора на път само за вътрешни съседи. Ето защо се предава само в съобщения за актуализиране, предназначени за вътрешния съсед. Не присъства в съобщенията за актуализация за външни съседи. Поради това беше класифициран като Добре известен дискреционен. Нека се опитаме да го приложим на Router5. На Router5 трябва да имаме два маршрута за 9.9.9.0/24 - единият през Router6 и вторият през Router7.
Ние гледаме:
Router5#show bgp BGP table version is 2, local router ID is 5.5.5.5 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter, x best-external, a additional-path, c RIB-compressed, Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path *>i 9.9.9.0/24 192.168.56.6 0 100 0 45 iНо както виждаме един маршрут през Router6. Къде е маршрутът през Router7? Може би Router7 също го няма? Нека видим:
Router#show bgp BGP table version is 10, local router ID is 7.7.7.7 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter, x best-external, a additional-path, c RIB-compressed, Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path *>i 9.9.9.0/24 192.168.56.6 0 100 0 45 i 192.168.107.10 0 678 45 iСтранно, всичко изглежда наред. Защо не се предава на Router5? Работата е там, че BGP има правило:
Рутерът предава само онези маршрути, които използва.
Router7 използва маршрут през Router5, така че маршрутът през Router10 няма да бъде предаден. Да се върнем към Местни предпочитания. Нека зададем локални предпочитания на Router7 и да видим как Router5 реагира на това:
route-map BGP permit 10 match ip address 10 set local-preference 250 access-list 10 permit any router bgp 123 neighbor 192.168.107.10 route-map BGP in</b>И така, създадохме карта на маршрута, която съдържа всички маршрути и казахме на Router7 да промени параметъра Local Preference на 250, когато бъде получен, по подразбиране е 100. Нека да видим какво се случи на Router5:
Router5#show bgp BGP table version is 8, local router ID is 5.5.5.5 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter, x best-external, a additional-path, c RIB-compressed, Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path *>i 9.9.9.0/24 192.168.57.7 0 250 0 678 45 iКакто виждаме сега Router5 предпочита маршрута през Router7. Същата картина ще бъде на Router6, въпреки че за него е по-изгодно да избере маршрут през Router8. Също така добавяме, че промяната на този параметър изисква рестартиране на квартала, за да влезе в сила промяната. Прочети . Подредихме местните предпочитания. Да преминем към следващия параметър.
- Предпочитайте маршрута с параметъра Next-hop 0.0.0.0, тоест локални или обобщени маршрути. На тези маршрути автоматично се присвоява параметър за тегло, равен на максимума—32678—след въвеждане на мрежовата команда:
Router#show bgp BGP table version is 2, local router ID is 9.9.9.9 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter, x best-external, a additional-path, c RIB-compressed, Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path *> 9.9.9.0/24 0.0.0.0 0 32768 i - Най-краткият път през AS. Избран е най-краткият параметър AS_Path. През колкото по-малко AS минава даден маршрут, толкова по-добър е той. Помислете за маршрута до 9.9.9.0/24 на Router10:
Router10#show bgp BGP table version is 2, local router ID is 6.6.6.6 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter, x best-external, a additional-path, c RIB-compressed, Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path * 9.9.9.0/24 192.168.107.7 0 123 45 i *>i 192.168.112.12 0 100 0 45 iКакто можете да видите, Router10 избра маршрута през 192.168.112.12, защото за този маршрут параметърът AS_Path съдържа само 45, а в друг случай 123 и 45. Интуитивно ясно.
- Следващият параметър е Origin. IGP (маршрут, получен с помощта на BGP) е по-добър от EGP (маршрут, получен с помощта на предшественика на BGP, вече не се използва), а EGP е по-добър от Incomplete? (получени по някакъв друг метод, например чрез преразпределение).
- Следващият параметър е MED. Имахме Wiegh, който работеше само локално на рутера. Имаше локално предпочитание, което работеше само в рамките на една автономна система. Както може би се досещате, MED е параметър, който ще се предава между автономните системи. Много добре относно този параметър.
Няма да се използват повече атрибути, но ако два маршрута имат еднакви атрибути, тогава се използват следните правила:
- Изберете пътя през най-близкия IGP съсед.
- Изберете най-стария маршрут за пътя на eBGP.
- Изберете пътя през съседа с най-малкия идентификатор на BGP рутер.
- Изберете път през съседа с най-нисък IP адрес.
Сега нека да разгледаме въпроса за конвергенцията на BGP.
Нека да видим какво ще се случи, ако Router6 загуби маршрут 9.9.9.0/24 през Router9. Нека деактивираме интерфейс Gi0/1 на Router6, който веднага ще разбере, че BGP сесията с Router8 е прекратена и съседът е изчезнал, което означава, че полученият от него маршрут не е валиден. Router6 незабавно изпраща съобщения за актуализиране, където посочва мрежата 9.9.9.0/24 в полето Изтеглени маршрути. Веднага щом Router5 получи такова съобщение, той ще го изпрати на Router7. Но тъй като Router7 има маршрут през Router10, той веднага ще отговори с актуализация с нов маршрут. Ако не е възможно да откриете падането на съсед въз основа на състоянието на интерфейса, тогава ще трябва да изчакате таймерът за задържане да се задейства.
Конфедерация.
Ако си спомняте, говорихме за факта, че често трябва да използвате напълно свързана топология. При голям брой рутери в една AS това може да създаде големи проблеми, за да избегнете това, трябва да използвате конфедерации. Една AS е разделена на няколко под-AS, което им позволява да работят без изискването за напълно свързана топология.
Ето линк към това И конфигурация за GNS3.
Например, с тази топология ще трябва да свържем всички рутери в AS 2345 един към друг, но използвайки Confederation, можем да установим връзки на съседство само между рутери, директно свързани един с друг. Нека поговорим за това подробно. Ако имахме само AS 2345, тогава лаФорж като получи марш от Пикар ще го каже на рутерите Дата и Уорф, но те не биха казали на рутера за това Трошачка . Също така маршрути, разпределени от самия рутер лаФорж, нямаше да бъде прехвърлен Трошачка нито Уорф-о, не Дата.
Ще трябва да конфигурирате Route-Reflector или напълно свързана съседска връзка. Разделяйки една AS 2345 на 4 под-AS (2,3,4,5) за всеки рутер, получаваме различна логика на работа. Всичко е описано перфектно .
Източници:
- CCIE Routing and Switching v5.0 Официално ръководство за сертификати, том 2, пето издание, Нарбик Кочарианс, Тери Винсън.
- Място
- Място .
Източник: www.habr.com