Hoje veremos o protocolo BGP. Não falaremos por muito tempo sobre por que isso acontece e por que é usado como único protocolo. Há muita informação sobre este assunto, por exemplo .
Então, o que é BGP? BGP é um protocolo de roteamento dinâmico e é o único protocolo EGP (External Gateway Protocol). Este protocolo é usado para construir roteamento na Internet. Vejamos como uma vizinhança é construída entre dois roteadores BGP.
Considere a vizinhança entre Router1 e Router3. Vamos configurá-los usando os seguintes comandos:
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 10A vizinhança dentro de um único sistema autônomo é AS 10. Depois de inserir informações em um roteador, como o Roteador1, esse roteador tenta estabelecer um relacionamento de adjacência com o Roteador3. O estado inicial quando nada acontece é chamado inativo. Assim que o BGP estiver configurado no roteador1, ele começará a escutar a porta TCP 179 - entrará no estado Contato, e quando tentar abrir uma sessão com Router3, ele entrará no estado Ativo.
Depois que a sessão for estabelecida entre o Roteador1 e o Roteador3, as mensagens abertas serão trocadas. Quando esta mensagem for enviada pelo Router1, este estado será chamado Abrir enviado. E quando receber uma mensagem Open do Router3, ele entrará no estado Abrir Confirmar. Vamos dar uma olhada mais de perto na mensagem Open:
Esta mensagem transmite informações sobre o próprio protocolo BGP, que o roteador utiliza. Ao trocar mensagens abertas, o Router1 e o Router3 comunicam informações sobre suas configurações entre si. Os seguintes parâmetros são passados:
- Versão: inclui a versão do BGP que o roteador está usando. A versão atual do BGP é a versão 4, descrita na RFC 4271. Dois roteadores BGP tentarão negociar uma versão compatível; quando houver uma incompatibilidade, não haverá sessão BGP.
- Meu como: inclui o número AS do roteador BGP, os roteadores terão que concordar com o(s) número(s) AS e também define se eles estarão executando iBGP ou eBGP.
- Tempo de espera: se o BGP não receber nenhuma mensagem de manutenção ou atualização do outro lado durante o tempo de espera, ele declarará o outro lado 'morto' e interromperá a sessão do BGP. Por padrão, o tempo de espera é definido como 180 segundos nos roteadores Cisco IOS, a mensagem keepalive é enviada a cada 60 segundos. Ambos os roteadores precisam concordar com o tempo de espera ou não haverá sessão BGP.
- Identificador BGP: este é o ID do roteador BGP local que é eleito assim como o OSPF:
- Use o ID do roteador que foi configurado manualmente com o comando bgp router-id.
- Use o endereço IP mais alto em uma interface de loopback.
- Use o endereço IP mais alto em uma interface física.
- Parâmetros Opcionais: aqui você encontrará alguns recursos opcionais do roteador BGP. Este campo foi adicionado para que novos recursos possam ser adicionados ao BGP sem a necessidade de criar uma nova versão. As coisas que você pode encontrar aqui são:
- suporte para MP-BGP (multiprotocolo BGP).
- suporte para atualização de rota.
- suporte para números AS de 4 octetos.
Para estabelecer um bairro, as seguintes condições devem ser atendidas:
- Número da versão. A versão atual é 4.
- O número AS deve corresponder ao que você configurou vizinho 192.168.13.3 remoto como 10.
- O ID do roteador deve ser diferente do vizinho.
Se algum dos parâmetros não satisfizer estas condições, o roteador enviará Notificação mensagem indicando o erro. Depois de enviar e receber mensagens abertas, a relação de vizinhança entra no estado ESTABELECIDO. Depois disso, os roteadores podem trocar informações sobre rotas e fazer isso usando Atualizar mensagens. Esta é a mensagem de atualização enviada pelo Router1 para o Router3:
Aqui você pode ver as redes relatadas pelos atributos Router1 e Path, que são análogos às métricas. Falaremos sobre os atributos Path com mais detalhes. Mensagens Keepalive também são enviadas dentro de uma sessão TCP. Eles são transmitidos, por padrão, a cada 60 segundos. Este é um temporizador Keepalive. Se uma mensagem Keepalive não for recebida durante o Hold Timer, isso significará uma perda de comunicação com o vizinho. Por padrão, é igual a 180 segundos.
Sinal útil:
Parece que descobrimos como os roteadores transmitem informações entre si, agora vamos tentar entender a lógica do protocolo BGP.
Para anunciar uma rota para a tabela BGP, como nos protocolos IGP, é utilizado o comando network, mas a lógica de funcionamento é diferente. Se no IGP, após especificar a rota no comando network, o IGP olha quais interfaces pertencem a esta sub-rede e as inclui em sua tabela, então o comando network no BGP olha a tabela de roteamento e procura exato corresponde à rota no comando de rede. Se forem encontradas, essas rotas aparecerão na tabela BGP.
Procure uma rota na tabela de roteamento IP atual do roteador que corresponda exatamente aos parâmetros do comando de rede; se a rota IP existir, coloque o NLRI equivalente na tabela BGP local.
Agora vamos elevar o BGP para todos os demais e ver como a rota é selecionada dentro de um AS. Após o roteador BGP receber rotas de seu vizinho, ele começa a selecionar a rota ideal. Aqui você precisa entender que tipo de vizinhos pode haver - internos e externos. O roteador entende por configuração se o vizinho configurado é interno ou externo? Se estiver em equipe:
neighbor 192.168.13.3 remote-as 10 o parâmetro remote-as especifica AS, que é configurado no próprio roteador no comando router bgp 10. As rotas provenientes do AS interno são consideradas internas e as rotas do AS externo são consideradas externas. E para cada um funciona uma lógica diferente de recebimento e envio. Considere esta topologia:
Cada roteador possui uma interface de loopback configurada com ip: xxxx 255.255.255.0 - onde x é o número do roteador. No Router9 temos uma interface de loopback com o endereço - 9.9.9.9 255.255.255.0. Iremos anunciá-lo via BGP e ver como se espalha. Esta rota será transmitida ao Router8 e Router12. Do Router8, esta rota irá para o Router6, mas para o Router5 ela não estará na tabela de roteamento. Também no Router12 esta rota aparecerá na tabela, mas no Router11 também não estará lá. Vamos tentar descobrir isso. Vamos considerar quais dados e parâmetros o Router9 transmite aos seus vizinhos, reportando esta rota. O pacote abaixo será enviado do Router9 para o Router8.
As informações de rota consistem em atributos de caminho.
Os atributos do caminho são divididos em 4 categorias:
- Obrigatório bem conhecido - Todos os roteadores que executam o BGP devem reconhecer esses atributos. Deve estar presente em todas as atualizações.
- Discricionário bem conhecido - Todos os roteadores que executam o BGP devem reconhecer esses atributos. Eles podem estar presentes nas atualizações, mas sua presença não é obrigatória.
- Transitivo opcional - pode não ser reconhecido por todas as implementações de BGP. Caso o roteador não reconheça o atributo, ele marca a atualização como parcial e a encaminha aos seus vizinhos, armazenando o atributo não reconhecido.
- Opcional não transitivo - pode não ser reconhecido por todas as implementações de BGP. Se o roteador não reconhecer o atributo, então o atributo será ignorado e descartado quando transmitido aos vizinhos.
Exemplos de atributos BGP:
- Obrigatório bem conhecido:
- Caminho do sistema autônomo
- Próximo salto
- Origin
- Discricionário bem conhecido:
- Preferência local
- Agregado atômico
- Transitivo opcional:
- Agregador
- Comunidades
- Opcional não transitivo:
- Discriminador de múltiplas saídas (MED)
- ID do originador
- Lista de clusters
Neste caso, por enquanto estaremos interessados em Origin, Next-hop, AS Path. Como a rota transmite entre o Roteador8 e o Roteador9, ou seja, dentro de um AS, ela é considerada interna e ficaremos atentos à Origem.
Atributo Origin - indica como a rota na atualização foi obtida. Valores de atributos possíveis:
- 0 - IGP: NLRI recebido no sistema autônomo original;
- 1 - EGP: NLRI é aprendido usando o Exterior Gateway Protocol (EGP). Predecessor do BGP, não usado
- 2 - Incompleto: o NLRI foi aprendido de alguma outra forma
No nosso caso, como pode ser visto no pacote, é igual a 0. Quando esta rota for transmitida ao Roteador12, este código terá o código 1.
Próximo, próximo salto. Atributo do próximo salto
- Este é o endereço IP do roteador eBGP por onde passa o caminho para a rede de destino.
- O atributo muda quando o prefixo é enviado para outro AS.
No caso do iBGP, ou seja, dentro de um AS, o Next-hop será indicado por aquele que aprendeu ou contou sobre esta rota. No nosso caso, será 192.168.89.9. Mas quando esta rota for transmitida do Router8 para o Router6, o Router8 irá alterá-la e substituí-la pela sua própria. O próximo salto será 192.168.68.8. Isso nos leva a duas regras:
- Se um roteador encaminhar uma rota para seu vizinho interno, ele não alterará o parâmetro Next-hop.
- Se um roteador transmite uma rota para seu vizinho externo, ele muda o Next-hop para o ip da interface da qual este roteador transmite.
Isso nos leva a entender o primeiro problema – Por que não haverá rota na tabela de roteamento no Router5 e no Router11. Vamos olhar mais de perto. Portanto, o Router6 recebeu informações sobre a rota 9.9.9.0/24 e as adicionou com sucesso à tabela de roteamento:
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>A mesma situação acontecerá entre Router11-Router12. Para evitar esta situação, é necessário configurar o Router6 ou Router12, ao passar a rota para seus vizinhos internos, para substituir seu endereço IP como Next-hop. Isso é feito usando o comando:
neighbor 192.168.56.5 next-hop-selfApós este comando, o Router6 enviará uma mensagem Update, onde o ip da interface Gi0/0 Router6 será especificado como Next-hop para rotas - 192.168.56.6, após o qual esta rota já estará incluída na tabela de roteamento.
Vamos mais longe e ver se essa rota aparece no Router7 e no Router10. Não estará na tabela de roteamento e podemos pensar que o problema é o mesmo do primeiro com o parâmetro Next-hop, mas se olharmos a saída do comando show ip bgp, veremos que o a rota não foi recebida lá mesmo com o Next-hop errado, o que significa que a rota nem foi transmitida. E isso nos levará à existência de outra regra:
As rotas recebidas de vizinhos internos não são propagadas para outros vizinhos internos.
Como o Router5 recebeu a rota do Router6, ela não será transmitida ao seu outro vizinho interno. Para que a transferência ocorra, é necessário configurar a função , ou configurar relacionamentos de vizinhança totalmente conectados (Full Mesh), ou seja, Router5-7 todos serão vizinhos de todos. Neste caso usaremos o Route Reflector. No Router5 você precisa usar este comando:
neighbor 192.168.57.7 route-reflector-clientO Route-Reflector altera o comportamento do BGP ao passar uma rota para um vizinho interno. Se o vizinho interno for especificado como rota-refletor-cliente, as rotas internas serão anunciadas para esses clientes.
A rota não apareceu no Router7? Não se esqueça do Next-hop também. Após essas manipulações, a rota também deveria ir para o Router7, mas isso não acontece. Isso nos leva a outra regra:
A regra do próximo salto só funciona para rotas externas. Para rotas internas, o atributo next-hop não é substituído.
E temos uma situação em que é necessário criar um ambiente utilizando roteamento estático ou protocolos IGP para informar os roteadores sobre todas as rotas dentro do AS. Vamos registrar rotas estáticas no Router6 e Router7 e depois disso obteremos a rota desejada na tabela do roteador. No AS 678, faremos isso de maneira um pouco diferente - registraremos rotas estáticas para 192.168.112.0/24 no Router10 e 192.168.110.0/24 no Router12. A seguir, estabeleceremos a relação de vizinhança entre o Router10 e o Router12. Também configuraremos o Router12 para enviar seu próximo salto para o Router10:
neighbor 192.168.110.10 next-hop-selfO resultado será que o Router10 receberá a rota 9.9.9.0/24, será recebida tanto do Router7 quanto do Router12. Vamos ver qual escolha o Router10 faz:
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
Como podemos ver, duas rotas e uma seta (>) significam que a rota via 192.168.112.12 está selecionada.
Vamos ver como funciona o processo de seleção de rotas:
- O primeiro passo ao receber uma rota é verificar a disponibilidade do seu Next-hop. É por isso que, quando recebemos uma rota no Router5 sem configurar o Next-hop-self, esta rota não foi processada posteriormente.
- Em seguida vem o parâmetro Peso. Este parâmetro não é um Atributo de Caminho (PA) e não é enviado em mensagens BGP. Ele é configurado localmente em cada roteador e é usado apenas para manipular a seleção de rotas no próprio roteador. Vejamos um exemplo. Logo acima você pode ver que o Router10 escolheu uma rota para 9.9.9.0/24 via Router12 (192.168.112.12). Para alterar o parâmetro Wieght, você pode usar route-map para definir rotas específicas ou atribuir um peso ao seu vizinho usando o comando:
neighbor 192.168.107.7 weight 200Agora todas as rotas deste vizinho terão esse peso. Vamos ver como a escolha da rota muda após esta manipulação:
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 iComo você pode ver, a rota através do Router7 agora está selecionada, mas isso não terá nenhum efeito nos outros roteadores.
- Na terceira posição temos Preferência Local. Este parâmetro é um atributo discricionário conhecido, o que significa que sua presença é opcional. Este parâmetro é válido apenas dentro de um AS e afeta a escolha do caminho apenas para vizinhos internos. É por isso que é transmitido apenas em mensagens de atualização destinadas ao vizinho interno. Não está presente nas mensagens de atualização para vizinhos externos. Portanto, foi classificado como Discricionário Notório. Vamos tentar aplicá-lo no Router5. No Router5 devemos ter duas rotas para 9.9.9.0/24 - uma através do Router6 e a segunda através do Router7.
Nós olhamos:
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 iMas como vemos uma rota através do Router6. Onde fica a rota pelo Router7? Talvez o Router7 também não tenha? Vamos olhar:
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 iEstranho, tudo parece estar bem. Por que não é transmitido para o Router5? Acontece que o BGP tem uma regra:
O roteador transmite apenas as rotas que utiliza.
O Router7 usa uma rota através do Router5, portanto a rota através do Router10 não será transmitida. Voltemos à preferência local. Vamos definir a preferência local no Router7 e ver como o Router5 reage a isso:
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>Então, criamos um mapa de rotas que contém todas as rotas e dissemos ao Router7 para alterar o parâmetro Local Preference para 250 quando recebido, o padrão é 100. Vamos ver o que aconteceu no 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 iComo podemos ver agora, o Router5 prefere a rota através do Router7. A mesma imagem estará no Router6, embora seja mais lucrativo para ele escolher uma rota através do Router8. Acrescentamos também que a alteração deste parâmetro requer uma reinicialização da vizinhança para que a alteração tenha efeito. Ler . Resolvemos a preferência local. Vamos passar para o próximo parâmetro.
- Prefira a rota com parâmetro Next-hop 0.0.0.0, ou seja, rotas locais ou agregadas. Essas rotas recebem automaticamente um parâmetro de Peso igual ao máximo – 32678 – após inserir o comando de rede:
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 - Caminho mais curto através do AS. O parâmetro AS_Path mais curto é selecionado. Quanto menos ASs uma rota passar, melhor será. Considere a rota para 9.9.9.0/24 no 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 iComo você pode ver, o Router10 escolheu a rota via 192.168.112.12 porque para esta rota o parâmetro AS_Path contém apenas 45, e em outro caso 123 e 45. Intuitivamente claro.
- O próximo parâmetro é Origin. IGP (rota obtida usando BGP) é melhor que EGP (rota obtida usando o antecessor do BGP, não mais em uso) e EGP é melhor que Incompleta? (obtido por algum outro método, por exemplo, por redistribuição).
- O próximo parâmetro é MED. Tínhamos o Wieght, que só funcionava localmente no roteador. Havia a Preferência Local, que só funcionava dentro de um sistema autônomo. Como você pode imaginar, MED é um parâmetro que será transmitido entre sistemas autônomos. Muito bom sobre este parâmetro.
Não serão usados mais atributos, mas se duas rotas tiverem os mesmos atributos, então as seguintes regras serão usadas:
- Selecione o caminho através do vizinho IGP mais próximo.
- Selecione a rota mais antiga para o caminho eBGP.
- Selecione o caminho através do vizinho com o menor ID do roteador BGP.
- Escolha um caminho através do vizinho com o endereço IP mais baixo.
Agora vamos examinar a questão da convergência do BGP.
Vamos ver o que acontece se o Router6 perder a rota 9.9.9.0/24 através do Router9. Vamos desabilitar a interface Gi0/1 do Router6, que entenderá imediatamente que a sessão BGP com o Router8 foi encerrada e o vizinho desapareceu, o que significa que a rota recebida dele não é válida. O Router6 envia imediatamente mensagens de Atualização, onde indica a rede 9.9.9.0/24 no campo Rotas Retiradas. Assim que o Router5 receber tal mensagem, ele a enviará ao Router7. Mas como o Router7 tem uma rota através do Router10, ele responderá imediatamente com uma atualização com uma nova rota. Se não for possível detectar a queda de um vizinho com base no estado da interface, será necessário aguardar o disparo do Hold Timer.
Confederação.
Se você se lembra, falamos sobre o fato de que muitas vezes é necessário usar uma topologia totalmente conectada. Com um grande número de roteadores em um AS isso pode causar grandes problemas, para evitar isso é necessário usar confederações. Um AS é dividido em vários sub-AS, o que lhes permite operar sem a necessidade de uma topologia totalmente conectada.
Aqui está um link para isso E configuração para GNS3.
Por exemplo, com esta topologia teríamos que conectar todos os roteadores do AS 2345 entre si, mas usando a Confederação, podemos estabelecer relações de adjacência apenas entre roteadores conectados diretamente entre si. Vamos falar sobre isso em detalhes. Se tivéssemos apenas AS 2345, então laForge tendo recebido uma marcha de Picard contaria isso aos roteadores Data и Worf, mas eles não contariam ao roteador sobre isso Britador . Também rotas distribuídas pelo próprio roteador laForge, não teria sido transferido Britador nem Worf-oh não Data.
Você teria que configurar um Route-Reflector ou um relacionamento de vizinhança totalmente conectado. Ao dividir um AS 2345 em 4 sub-AS (2,3,4,5) para cada roteador, obtemos uma lógica operacional diferente. Tudo está perfeitamente descrito .
Fontes:
- Guia oficial de certificação CCIE Routing and Switching v5.0, Volume 2, Quinta Edição, Narbik Kocharians, Terry Vinson.
- site
- site .
Fonte: habr.com