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1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTDHUAWEI Confidential Security Level:BGP协议原理ISSUE 1.0HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential l学习完此课程，您将会：掌握BGP协议的基本原理掌握BGP协议的路由属性及其应用掌握BGP协议的应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 第第第第1 1章章章章 BGP BGP路由协议的原理路由协议的原理路由协议的原理路由协议的原理第第2章章 BGP路由属性路由属性第第3章章 BGP的应用
2、的应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP协议概述lBGP是“唯一”的EGP路由协议，主要用来在AS之间传递路由信息l在AS之间是一种距离矢量的路由协议，应用特定的属性避免环路的发生l路由信息携带丰富的属性l传送协议：TCP，端口号179l支持CIDR（无类别域间选路）l路由更新：只发送增量路由l丰富的路由过滤和路由策略HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP协议基本概念（一）l什么是自治系统（AS）？自治系统指由同一个技术管理机构管理、使用内部路由策略的一些路由器的
3、集合。每个自治系统都有唯一的自治系统编号。自治系统的编号范围是1到65535，其中1到64511是注册的因特网编号,64512到65535是专用网络编号。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP协议基本概念（二）l为什么引入自治系统这一概念？l引入自治系统的基本思想就是通过不同的编号来区分不同的自治系统。l自治系统内部的路由协议 IGPl如OSPF、IS-IS、RIP、EIGRP（cisco专有）l自治系统之间的路由协议 BGPl如：EGP、BGPHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confiden
4、tial BGP工作机制（一）HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP工作机制（二）lBGP邻居刚建立时，发送整个BGP路由表交换路由信息，之后为了更新路由表只交换更新消息（update message）。l系统在运行过程中，通过接收和发送keep-alive消息来检测相互之间的连接是否正常的。l一般情况下一条路由由自治系统内部的某种内部路由协议发现和计算产生，由自治系统边界路由器(ASBR)通过EBGP连接传播到其它自治系统中。l路由在传播过程中可能会经过若干个自治系统，这些自治系统称为过渡自治系统（如：AS5）。若这个自治系统有
5、多个边界路由器，这些路由器之间运行IBGP来交换路由信息。另外一种自治系统称为Stub AS（如：AS1），其内部只有一个ASBR通过EBGP连接外部，同外部其他AS的通信要靠过渡自治系统来转接。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP两种邻居IBGP和EBGPEBGPEBGPRTBRTCIBGPRTARTDRTEHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP路由通告原则l存在多条路径时，BGP Speaker只选取最优的使用（非负载分担）lBGP Speaker只把自己使用的
6、路由通告给相邻体lBGP Speaker从EBGP获得的路由会向它所有BGP相邻体通告（包括EBGP和IBGP）lBGP Speaker从IBGP获得的路由不向它的IBGP相邻体通告（如果存在RR呢）lBGP Speaker 从IBGP获得的路由是否通告给它的EBGP相邻体要依IGP和BGP同步的情况来决定l连接一建立，BGP Speaker按照以上原则，把自己所有BGP路由通告给新相邻体HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP路由表与系统路由表的关系l存在多条路径时，BGP Speaker只选取最优的使用（非负载分担时）lBGP
7、Speaker只把自己使用的最优路由通告给相邻体lBGP Speaker只把自己使用的最优的路由加入到路由表中HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP路由通告原则lBGP Speaker从IBGP获得的路由不向它的IBGP相邻体通告（如果存在RR呢）AS 42AS 12AS 14R-14R-12RTARTBRTDRT-CX 12 EBGPIBGPX 12 X 12 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP同步lBGP Speaker 从IBGP获得的路由是否通告给它的EB
8、GP相邻体要依IGP和BGP同步的情况来决定EBGPEBGPRTBRTCIBGPRTARTDRTERTFS0:1.1.1.2/24E0:10.1.1.1/24S0:1.1.1.1/24S1:2.1.1.2/24AS100AS200AS300S0:2.1.1.1/24HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 成为BGP路由的途径之一：纯动态注入lOSPF发现路由把IGP(OSPF)发现的路由纯动态地注入到RTB的BGP路由表中18.0.0.1/8RTBAS200OSPFHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Co
9、nfidential 成为BGP路由的途径之二：半动态注入lOSPF发现路由把IGP(OSPF)发现的路由半动态地注入到RTB的BGP路由表中OSPFRTBAS200HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 成为BGP路由的途径之三：静态注入l人为配置静态路由把人为配置的静态路由注入到RTB的BGP路由表中18.0.0.1/8AS200RTBHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP报文种类lBGP报文有四种类型:Open：打招呼“你好，跟我交个朋友吧！”KeepAlive：我还活
10、着呢，别不理我Update：有新闻.Notification：我不跟你玩了!HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP报文头lBGP报文的格式是一样的，都是”报文头+报文体“的格式，下面给出的是BGP报文头：Marker(16 byte)Length(2 byte)Type(1 byte)HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Open报文lOpen报文是由报文头加如下结构构成的。Optional Paramenters LengthHold TimeVersionMy Auto
11、nomous SystemBGP IdentifierOptional ParamentersHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential KeepAlive报文lKeepAlive报文只有报文头。Marker(16 byte)Length(2 byte)Type(1 byte)HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Update报文lUpdate报文由报文头加如下结构构成。Withdrawn RoutesUnfeasible Routes LengthPath Attribute Len
12、gthNetwork Layer Reachability InformationPath AttributeHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Notification报文lNotification报文由报文头加如下结构构成。错误代码123456错误类型消息头错OPEN消息错UPDATE消息错保持时间超时状态机错退出DataError CodeError SubcodeHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP协议的状态机ActiveOpen-sentOpen-confir
13、mEstablishedIdleConnectTCP connection failsConnect-Retrytimer expiryStartOthersTCP connection failsErrorErrorErrorKeepAlivetimer expiryKeepAlive packet received1.KeepAlive timer expiry2.Update received3.KeepAlive receivedCorrect OPENpacket receivedTCP connection setupTCP connection setupOthersHUAWEI
14、 TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP协议中消息的应用l通过TCP建立BGP连接时，发送open消息l连接建立后，如果有路由需要发送或路由变化时，发送UPDATE消息通告对端路由信息l稳定后此时要定时发送KEEPALIVE消息以保持BGP连接的有效性l当本地BGP在运行中发现错误时，要发送NOTIFICATION消息通告BGP对端HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 第第1章章 BGP路由协议的原理路由协议的原理第第第第2 2章章章章 BGP BGP路由属性路由属性路由属性路由属性第第
15、3章章 BGP的应用的应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP的路由属性l表达了路由的特征l便于扩展l过渡和非过渡的，必遵和可选的公认必遵(well-known mandatory)公认自决(well-known discretionary)可选过渡(optional transitive)可选非过渡(optional non-transitive)BGP协议的重点HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP的路由属性1、Origin2、AS-Path3、Next hop
16、4、MED5、Local-Preference6、Atomic-Aggregate7、Aggregator8、Community9、Originator-ID10、Cluster-List11、Destination Pref(MCI)12、Advertiser(Baynet)13、Rcid-Path(Baynet)14、MP_Reach_NLRI15、MP_Unreach_NLRI16、Extended_CommunitiesHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Origin 属性l一般的，具体的实现按如下方式决定一条路由的Origi
17、n属性某条路由是直接而具体的注入到BGP路由表中的，则origin属性为IGP路由是通过EGP得到的，则origin属性为EGP其他情形下，Origin属性都为 IncompleteHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential AS-Path 属性D(18.0.0.0/8)AS200AS300AS400AS100AS500RTARTB30.0.0.130.0.0.2D,dl 400 300 200D,d2 500 200 D,d1 400 300 200D,d2 500 200HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI
18、 Confidential Next Hop 属性RTA可经下一跳到达可经下一跳到达可经下一跳到达 RTC 可经下一跳到达可经下一跳到达 RTB可经下一跳10.0.0.2到达18.0.0.0/8可经下一跳10.0.0.3到达20.0.0.0/818.0.0.0/820.0.0.0/8RTARTCRTBRTD19.0.0.0/821.0.0.221.0.0.110.0.0.210.0.0.310.0.0.1AS100AS200IBGPIBGPEBGPHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Local-Preference 属性AS400AS
19、100AS300AS200RTARTBRTCRTDRTERTFD(18.0.0.0/8)30.0.0.130.0.0.220.0.0.120.0.0.2D，local-pref1 100D，local-pref2 200 D，local-pref1 100 D，local-pref2 200RTA就会优先选择本地就会优先选择本地优先级高的优先级高的local-pref2HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential MED（Multi-Exit-DISC）属性D(18.0.0.0/8)RTARTBRTC30.0.0.130.0.0.220.0.0
20、.120.0.0.2AS100AS200D,metric1 10 D,metric2 20D,metric1 10D,metric2 20RTA会选择metric值较小的metric1IBGPHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 团体（Community）属性l团体是一组有相同性质的目的地的路由,一个团体不限于一个网络或一个自治系统，它没有物理边界。公认的团体：lno-export带有该属性的路由信息不通告给AS外的BGP相邻体lno-advertise带有该属性的路由信息不通告给任何BGP相邻体llocal-AS带有该属性的路由信息只
21、通告给联盟EBGP相邻体lInternet通告给所有其他路由器HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP路由选优过程l综合起来，本地BGP路由选优的过程为：如果此路由的下一跳不可达，忽略此路由；选择本地优先级较大的路由（Local-Preference）；选择本地路由器始发的路由（Origin/aggregate）；选择AS路径较短的路由（AS-Path）；依次选择起点类型为IGP,EGP,Incomplete类型的路由（Origin）；选择MED较小的路由；优选从EBGP学来的路由；优选AS内部IGP的Metric最低的路由；选择R
22、outerID较小的路由；HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 第第1章章 BGP路由协议的原理路由协议的原理第第2章章 BGP路由属性路由属性第第第第3 3章章章章 BGP BGP的应用的应用的应用的应用HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 没有BGP的日子里OSPFRIPISISEIGRPHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 有了BGP之后链路层协议生成生成路由，IGP收集收集路由，BGP加工加工路由OSPFRIPIS
23、ISEIGRPBGPBGPBGPHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential AS的分类l单口AS（stub AS）l多归路非过渡AS（multihomed AS）l过渡AS（transit AS）HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP强大的过滤功能l可按照路由的IP地址过滤l可依照路由经过的AS-Path过滤l可以依照路由的属性过滤l可以依照路由到来的接口过滤l可以按照过滤的结果设置路由的属性HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confident
24、ial BGP在大规模网络中需要解决的问题l路由表庞大 超过85000条BGP聚合lIBGP相邻体过多，逻辑全连接不现实BGP联盟BGP反射l复杂网络环境中路由的变化十分频繁BGP衰减HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 路由聚合l两种常用的路由聚合方法使用network命令发布一条聚合路由，前提是该聚合路由必须在路由表中存在使用aggregate命令进行聚合，前提是路由表中至少存在一条需要聚合的详细路由，可以使用参数控制只发布聚合路由还是发布聚合路由和详细路由或者部分详细路由l路由聚合后，有可能产生环路，使用aggregate命令的时
25、候使用参数 as-set来避免环路HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 路由反射器的使用l为了减少由于IBGP全连接而造成的N平方问题，产生了路由反射器。lRR路由传播规则：从EBGP邻居收到的路由发布自己所有客户机和非客户机从IBGP邻居收到的路由发布自己所有客户机和EBGP邻居从client邻居收到的路由发布自己所有客户机和非客户机A:RRB:RRClientClientCDEFA:RRB:RRCDEFHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP衰减lBGP对于频繁更新的路由
26、引入了惩罚值的概念，当惩罚值达到一定值，该路由将被抑制。BGP衰减衰减HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential BGP路由负载分担l基于迭代的BGP负载分担选择本地优先级较大的路由VRP上始终启用依赖路由路由迭代必须要用Loopback接口做邻居lEBGP的负载分担默认未启用只对AS-Path属性完全相同的路由进行负载分担HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 负载分担实例RTDRTBRTAAS100AS200RTCRTEHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAW
27、EI Confidential MBGPlMBGP(Multiprotocol Extensions for BGP-4)BGP-4仅仅支持IPv4，MBGP是为了让BGP可以用于传输更多协议（IPv6,IPX,.）的路由信息而进行的扩展。为了保持兼容性，MBGP仅仅添加了两个BGP属性：MP_REACH_NLRI、MP_UNREACH_NLRI，这两个属性可以用在BGP Update消息中用于通告或废止网络可达性信息。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 小结l在本课程中我们学习了BGP协议的基本原理和丰富的属性特征，和这些属性的应用，还学习了BGP路由协议在网络中的应用。小结小结小结小结谢谢