伪装网络工程师17——初识BGP

时间 2020-11-10

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原文原文链接

1、背景介绍

BGP是一种多用于运营商之间的网络协议类型，他与IGP不一样的地方（主要指IGP中的ospf协议）在于它是一种距离矢量型的协议，因此路由器之间传递的为路由表，而运行商选择BGP协议的缘由在于IGP协议没法容纳公网上数量巨大的路由条目网络

2、BGP的工做模式

BGP做为一种应用层协议，工做在7层，相似于ospf协议，运行BGP协议的路由器之间须要创建对等体关系。在ospf中，只有直连路由器之间才能创建邻居关系（由于TTL=1），而在BGP协议中，创建对等体关系的路由器不是必须直连（IBGP中TTL=255；虽然EBPG中TTL=1，但能够修改），两个路由可达的路由器之间就能够创建对等体关系，以下图所示，RB与RE之间尽管没有直连，但仍能够创建对等体关系，在IBGP中路由器之间须要创建全网状对等体关系，因此IBGP的对等体数量为n*(n-1)/2

上图中RB与RE要创建对等体，首先就须要相互之间路由可达，这就须要借助IGP（ospf等）协议来实现，从这个角度来看，能够说BGP是创建在IGP之上的协议 ide

3、BGP的分类

BGP按照工做的区域，能够分为IBGP与EBGP两种，在同一个as内运行BGP协议的路由器之间是IBGP协议，不一样as之间的路由器采用EBGP协议，as号有65535个，相似于私有ip地址64512~65535这1024个as为私有as号，BGP的as号，至关于BGP的进程号，不一样于ospf，每一个路由器上只能启动1个BGP进程，即每一个路由器只能属于1个as，BGP按照工做的区域又能够分为： oop

1.IBGP

在同一as内创建BGP对等体的路由器相互之间是IBGP，因为BGP是一种距离矢量行协议（DV）,因此防环成为必需要考虑的事情，在IBGP中，采用“水平分割法”来进行防环，即：在同一个as内，路由器B从对等体路由器A处学到的路由，不会再发给本as内其余的IBGP对等体,IBGP一般使用环回口创建对等体关系学习

2.EBGP

EBPG做用于不一样as之间，经过AS_PATH属性防环，当一个路由器发现传递过来的属性中包含本身的AS_PATH编号，则会拒绝接收。从EBGP学习到的路由会自动同步给其余IBGP和EBGP对等体，且被同步的路由器不会更改下一跳地址，对于IBGP对等体，须要手动修改下一跳地址 this

4、实验拓扑

本次实验的拓扑以下图所示，其中，as2345中跑ospf协议，BGP创建在ospf基础之上，ospf在宣告时，R2的g0/0/0接口与R5的g2/0/0接口不宣告进ospf（由于要作EBGP，对方不会相应ospf的hello报文），R2与R5的lo1接口也不宣告进ospf（留做IBGP起源地址）R2与R5创建IBGP对等体关系

这样整个拓扑结构梳理为如下几点： 3d

R一、R2之间，R五、R6之间创建EBGP对等体
R二、R三、R四、R5之间创建ospf邻居
R二、R5之间创建IBGP对等体
R三、R4现阶段没有运行BGP协议

为实现以上条件，R1上的配置以下： code

[R1]bgp 100 
[R1-bgp]router-id 1.1.1.1
[R1-bgp]peer 12.0.0.2 as-number 2345
[R1-bgp]peer 12.0.0.2 connect-interface g0/0/0

R2上的配置以下： router

[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.2 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 24.0.0.2 0.0.0.0

[R2]bgp 2345
[R2-bgp]router-id 2.2.2.2
[R2-bgp]peer 12.0.0.1 as-number 100
[R2-bgp]peer 12.0.0.1 connect-interface g0/0/0

[R2]bgp 2345
[R2-bgp]peer 5.5.5.5 as-number 2345
[R2-bgp]peer 5.5.5.5 connect-interface lo0

R3上的配置以下： blog

[R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.3 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 35.0.0.3 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0

R4上的配置以下：接口

[R4]ospf 1 router-id 4.4.4.4
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 24.0.0.4 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 45.0.0.4 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 4.4.4.4 0.0.0.0

R5上的配置以下：

[R5]ospf 1 router-id 5.5.5.5
[R5-ospf-1]area 0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.2 0.0.0.0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]network 24.0.0.2 0.0.0.0

[R5]bgp 2345
[R5-bgp]router-id 5.5.5.5
[R5-bgp]peer 56.0.0.6 as-number 600
[R5-bgp]peer 56.0.0.6 connect-interface g2/0/0

[R5]bgp 2345
[R5-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 2345
[R5-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface lo0

R6上的配置以下：

[R6]bgp 600
[R6-bgp]router-id 6.6.6.6
[R6-bgp]peer 56.0.0.5 as-number 2345
[R6-bgp]peer 56.0.0.5 connect-interface g0/0/0

以R2为例，此时能看到R2与R1和R5都已创建了BGP对等体关系

<R2>dis bgp peer 

 BGP local router ID : 2.2.2.2
 Local AS number : 2345
 Total number of peers : 2        Peers in established state : 2

  Peer            V          AS  MsgRcvd  MsgSent  OutQ  Up/Down       State Pre
fRcv

  5.5.5.5         4        2345       47       49     0 00:45:40 Established    
   0
  12.0.0.1        4         100       63       63     0 01:01:53 Established    
   0
<R2>

1.起源IBGP路由

此时R2与R5之间已经创建了对等体，在R2与R5的路由器上面将lo1接口的地址宣告进IBGP，即起源地址。起源的路由必须是本路由器上存在的路由条目，且掩码位数必须与路由条目中保持一致。起源的地址只要存在于本路由器的路由表中便可，能够是非直连，一半状况是在边界路由器上起源本as内所有路由地址

[R2]bgp 2345
[R2-bgp]network 22.22.22.22 32

[R5]bgp 2345
[R5-bgp]network 55.55.55.55 32

以R2为例，此时在R2的BGP路由表中已经能看到通往55.55.55.55/32的路由下一跳是5.5.5.5

<R2>dis bgp routing-table 

 BGP Local router ID is 2.2.2.2 
 Status codes: * - valid, > - best, d - damped,
               h - history,  i - internal, s - suppressed, S - Stale
               Origin : i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

 Total Number of Routes: 2
      Network            NextHop        MED        LocPrf    PrefVal Path/Ogn

 *>   22.22.22.22/32     0.0.0.0         0                     0      i
 *>i  55.55.55.55/32     5.5.5.5         0          100        0      i

同时，R2路由器会将将最优的BGP路由条目加载到本身的路由表中，R5上也是相似结果，此处再也不赘述

<R2>display ip routing-table protocol bgp 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : BGP
         Destinations : 1        Routes : 1        

BGP routing table status : <Active>
         Destinations : 1        Routes : 1

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

    55.55.55.55/32  IBGP    255  0          RD   5.5.5.5         GigabitEthernet
2/0/0
                    IBGP    255  0          RD   5.5.5.5         GigabitEthernet
0/0/1

BGP routing table status : <Inactive>
         Destinations : 0        Routes : 0

2.IBPG的路由黑洞

作完上述操做后，从R5的路由表中也能看到去往22.22.22.22/32网段的地址

<R5>display ip routing-table protocol bgp 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : BGP
         Destinations : 1        Routes : 1        

BGP routing table status : <Active>
         Destinations : 1        Routes : 1

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

    22.22.22.22/32  IBGP    255  0          RD   2.2.2.2         GigabitEthernet
0/0/1
                    IBGP    255  0          RD   2.2.2.2         GigabitEthernet
0/0/0

BGP routing table status : <Inactive>
         Destinations : 0        Routes : 0

但此时，你会发如今R2上没法ping通R5，反过来同样

<R2>ping -a 22.22.22.22 55.55.55.55
  PING 55.55.55.55: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out

其缘由就是尽管R2和R5之间创建了IBGP对等体，但数据包没法直接从R2“飞”到R5

这一点在路由表中可以清楚地看到，在R2路由器表中能看到目的地址是55.55.55.55/32的路由，下一跳为5.5.5.5，而去往5.5.5.5/32段，下一跳是R3或者R4

<R2>dis ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 21       Routes : 22       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
 55.55.55.55/32  IBGP    255  0          RD   5.5.5.5         GigabitEthernet
2/0/0

 5.5.5.5/32  OSPF    10   2           D   24.0.0.4        GigabitEthernet
2/0/0
             OSPF    10   2           D   23.0.0.3        GigabitEthernet
0/0/1

而此时R3或者R4路由器上根本没有22.22.22.22/32的源地址,因此数据包在到达R3或者R4路由器上时，直接被丢弃

<R3>dis ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 16       Routes : 17       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        2.2.2.2/32  OSPF    10   1           D   23.0.0.2        GigabitEthernet
0/0/1
        3.3.3.3/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
        4.4.4.4/32  OSPF    10   2           D   35.0.0.5        GigabitEthernet
0/0/0
                    OSPF    10   2           D   23.0.0.2        GigabitEthernet
0/0/1
        5.5.5.5/32  OSPF    10   1           D   35.0.0.5        GigabitEthernet
0/0/0
       23.0.0.0/24  Direct  0    0           D   23.0.0.3        GigabitEthernet
0/0/1
       23.0.0.3/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
     23.0.0.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
       24.0.0.0/24  OSPF    10   2           D   23.0.0.2        GigabitEthernet
0/0/1
       35.0.0.0/24  Direct  0    0           D   35.0.0.3        GigabitEthernet
0/0/0
       35.0.0.3/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
     35.0.0.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
       45.0.0.0/24  OSPF    10   2           D   35.0.0.5        GigabitEthernet
0/0/0
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

3.同步与创建全网状对等体

上述问题的缘由在于，R3与R4在自身没有22.22.22.22/32和55.55.55.55/32路由的状况下，将IBGP学到的路由发送给了其余对等体。为了解决这个问题，早期要求只有路由器经过IGP学到了相同的BGP路由后，才能将BGP路由发送给其余对等体。即路由器经过BGP学习到的全部路由都要保证经过IGP也学习到，不然它不向其余对等体发送经过BGP学习到的路由条目。但前文说过，BGP的路由数量太大，IGP没法承载，因此如今全部路由器上将这个限制默认关闭

[R3-bgp]dis this
ipv4-family unicast
  undo synchronization

另一种解决方法是R三、R4路由也创建对等体关系，又因为IBGP的水平分割机制，因此就能解释为何IBGP对等体须要全网状创建，根据n*(n-1)/2的原则，本例中共需创建6个IBGP对等体，除去已创建对等体的R2--R5，还须要创建的对等体为：
R2--R3，R2--R4，R5--R3，R5--R4，R3--R4

[R2]bgp 2345
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 2345
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface lo0
[R2-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 2345
[R2-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface lo0

[R3]bgp 2345
[R3-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 2345
[R3-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface lo0
[R3-bgp]peer 5.5.5.5 as-number 2345
[R3-bgp]peer 5.5.5.5 connect-interface lo0
[R3-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 2345
[R3-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface lo0

[R4]bgp 2345
[R4-bgp]peer 2.2.2.2 as-number 2345
[R4-bgp]peer 2.2.2.2 connect-interface lo0
[R4-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 2345
[R4-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface lo0
[R4-bgp]peer 5.5.5.5 as-number 2345
[R4-bgp]peer 5.5.5.5 connect-interface lo0

[R5]bgp 2345
[R5-bgp]peer 3.3.3.3 as-number 2345
[R5-bgp]peer 3.3.3.3 connect-interface lo0
[R5-bgp]peer 4.4.4.4 as-number 2345
[R5-bgp]peer 4.4.4.4 connect-interface lo0

全网状的IBGP对等体创建完成后，R3和R4路由上就能学习到22.22.22.22/32和55.55.55.55/32路由并放入本身的路由表中

<R3>display ip routing-table protocol bgp 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : BGP
         Destinations : 2        Routes : 2        

BGP routing table status : <Active>
         Destinations : 2        Routes : 2

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

    22.22.22.22/32  IBGP    255  0          RD   2.2.2.2         GigabitEthernet
0/0/1
    55.55.55.55/32  IBGP    255  0          RD   5.5.5.5         GigabitEthernet
0/0/0

BGP routing table status : <Inactive>
         Destinations : 0        Routes : 0

此时再去R2上带源ping 55.55.55.55，通讯正常

<R2>ping -a 22.22.22.22 55.55.55.55
  PING 55.55.55.55: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 55.55.55.55: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=70 ms
    Reply from 55.55.55.55: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 55.55.55.55: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 55.55.55.55: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 55.55.55.55: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=30 ms

4.修改IBGP路由器下一跳地址

将R1与R6的lo0接口地址起源

[R1]bgp 100
[R1-bgp]network 1.1.1.1 32 

[R6]bgp 600
[R6-bgp]network 6.6.6.6 32

此时，在R3和R4上看到去往R1与R6环回口的下一跳是12.0.0.1和56.0.0.6

<R3>display bgp routing-table 

 BGP Local router ID is 35.0.0.3 
 Status codes: * - valid, > - best, d - damped,
               h - history,  i - internal, s - suppressed, S - Stale
               Origin : i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

 Total Number of Routes: 4
      Network            NextHop        MED        LocPrf    PrefVal Path/Ogn

   i  1.1.1.1/32         12.0.0.1        0          100        0      100i
   i  6.6.6.6/32         56.0.0.6        0          100        0      600i
 *>i  22.22.22.22/32     2.2.2.2         0          100        0      i
 *>i  55.55.55.55/32     5.5.5.5         0          100        0      i

因为R3和R4的路由表中并无这两个网段的路由信息，因此次BGP路由不是最优，不会加载进路由表，R1没法ping通R6。这也印证了EBGP传往IBGP的时候下一跳是自身，不会改变，须要手动在修改R2和R5的下一跳地址

[R2]bgp 2345
[R2-bgp]peer 3.3.3.3 next-hop-local 
[R2-bgp]peer 4.4.4.4 next-hop-local
[R2-bgp]peer 5.5.5.5 next-hop-local

[R5]bgp 2345
[R5-bgp]peer 2.2.2.2 next-hop-local
[R5-bgp]peer 3.3.3.3 next-hop-local
[R5-bgp]peer 4.4.4.4 next-hop-local

修改后再到R3上查看BGP路由表，发现欲望1.1.1.1/32与6.6.6.6/32网段下一跳已经改成as内的边界路由器，BGP路由表为最优，已加载进路由表中

[R3]dis bgp routing-table 

 BGP Local router ID is 35.0.0.3 
 Status codes: * - valid, > - best, d - damped,
               h - history,  i - internal, s - suppressed, S - Stale
               Origin : i - IGP, e - EGP, ? - incomplete

 Total Number of Routes: 4
      Network            NextHop        MED        LocPrf    PrefVal Path/Ogn

 *>i  1.1.1.1/32         2.2.2.2         0          100        0      100i
 *>i  6.6.6.6/32         5.5.5.5         0          100        0      600i
 *>i  22.22.22.22/32     2.2.2.2         0          100        0      i
 *>i  55.55.55.55/32     5.5.5.5         0          100        0      i

此时R1就能够ping通R6了

<R1>ping -a 1.1.1.1 6.6.6.6
  PING 6.6.6.6: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=1 ttl=252 time=70 ms
    Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=2 ttl=252 time=60 ms
    Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=3 ttl=252 time=50 ms
    Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=4 ttl=252 time=50 ms
    Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=5 ttl=252 time=40 ms