HCNP Routing&Switching之BGP防環機制和路由聚合

2021 年 10 月 25 日
筆記
AS內（IBGP）防環機制, AS間（EBGP）防環機制, BGP, BGP手動路由聚合, BGP自動路由聚合, BGP路由聚合, BGP防環機制, BGP靜態路由聚合, HCNP Routing&Switching, 解決水平分割帶來的路由學習不完整方案

　　前文我們了解了BGP路由宣告相關話題，回顧請參考//www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15440860.html；今天我們來聊一聊BGP防環機制和路由聚合相關話題；

　　BGP防環機制

　　我們知道BGP的鄰居類型分IBGP和EBGP，對於不同類型鄰居關係，它們宣告路由的規則各有不同，對於鄰居類型為IBGP，它們宣告路由只會傳遞一跳；對於鄰居類型為EBGP，它們宣告路由是可以傳遞多跳和IGP傳遞路由相似，同時IBGP傳遞路由時，它們不會更改更新源，即宣告者是誰，對應學習的路由下一跳就是誰，我們可以通過命令強制修改更新源為自己，即對端學習到相關路由的下一跳指向自己；對於EBGP來說，EBGP之間傳遞路由，會自動修改更新，即從哪裡學習到對應路由，其下一跳會自動修改為對端；對於BGP防環來說，我們也是從兩種鄰居類型分別來討論；

　　AS內（IBGP）防環機制

　　水平分割，從IBGP收到的更新不會發布給IBGP（IBGP更新只傳遞一跳）

　　提示：如上圖所示，對於在同一AS內的4個路由器，RTA，RTB，RTC，RTD，它們手拉手建立鄰居，對於RTA發布的更新，對於RTD來說它是學習不到的，原因是IBGP鄰居關係，對應更新只傳一跳；同樣的道理，RTD發布更新，RTA也是學習不到的，對於RTB和RTC來說，是能夠正常學習到；

　　解決水平分割帶來的路由學習不完整方案

　　1、IBGP鄰居全互聯

　　提示：如上圖所示，RTA，RTB，RTC，RTD兩兩相互建立鄰居，這樣實現鄰居全互聯，不管哪個路由器發布更新，對應其他路由器都能夠收到更新；這樣雖然理論上解決了水平分割帶來的路由學習不完整，但同時這樣也給管理員帶來很多不便，比如我們要增加一台路由，對應所有路由器都要更改配置，這樣配置和維護的開銷太大；一般路由器眾多的情況下不推薦使用這樣方式；

　　2、路由反射器（Route Reflector）

　　提示：路由反射器（Route Reflector），這個技術有點類似ospf里的DR；即在一個AS內，其中一台路由器作為路由反射器RR（Route Reflector），其它路由器作為客戶端（Client）與路由反射器之間建立IBGP連接。路由反射器在客戶機之間傳遞（反射）路由資訊，而客戶端之間不需要建立BGP連接。這樣一來相比全互聯就大大簡化了配置和維護上的開銷；

　　3、聯盟（confederation）

　　提示：聯盟就是將一個大的AS分割成多個小的AS，AS之間建立EBGP鄰居，從而實現一個路由器發布更新，能夠傳遞個其他所有路由器（其他小AS之間建立EBGP）；

　　AS間（EBGP）防環機制

　　AS間建立的都是EBGP鄰居，它的防環機制主要依靠AS_PATH這個屬性，as_path是BGP更新內的一個重要屬性，它主要用來描述一條路由所經過的AS；如果接受路由器發現AS_PATH里有與本地AS號，則對應路由就會被丟棄；

　　提示：如上圖所示，RTB發送一條更新，對應AS_PATH就會記錄對應的AS號，對應RTC收到RTB的更新，首先要看看AS_PATH里是否有自己as號，如果沒有則接受此更新，如果有就丟棄；RTC接受了RTB的更新後，它會繼續向它的其他EBGP發送此更新，即RTC會向RTA和RTB發送此更新；同樣的道理RTA和RTB都會檢查對應更新中as_path里是否有自己的as號，如有，則丟棄，如果沒有則接收；這樣一來發出去的路由就不可能回到發出更新路由器所在as，即環路也就無法產生；

　　總結：BGP的防環機制主要從兩種鄰居類型來說，對於IBGP來說，主要依靠水平分割機制，即IBGP間，路由更新只傳遞一跳；對於EBGP來說，主要依靠AS_Path這個屬性來防止環路，即收到路由更新的BGP路由器，發現AS_Path 里有自己的AS號，則對應路由會被丟棄；

　　BGP路由聚合

　　BGP的路由聚合有三種方式，分別是靜態聚合、自動聚合和手動聚合；聚合的目的就是精簡路由表，從而優化路由器的性能；

　　BGP靜態路由聚合

　　所謂靜態聚合是指我們手動在BGP路由器上手動配置一條聚合後的靜態路由，其出介面指向NULL0口，然後在通過network在BGP里進行宣告；我們知道對於BGP路由宣告規則中，對應宣告的路由必須存在路由表才可以被宣告；為了解決這樣的限制，我們手動配置一條聚合後的靜態路由，這樣一來就解決了路由不存在路由表的限制，然後通過network宣告聚合後的路由即可；其他路由器收到的更新就只有聚合後的路由，從而實現路由聚合；

　　BGP自動路由聚合

　　BGP自動路由聚合，只能對引入的IGP路由進行主類掩碼聚合，而原引入的明細路由被抑制，不會被有選和發布給BGP鄰居；開啟自動聚合命令summary automatic；

　　BGP手動路由聚合

　　手動路由聚合是指通過命令對引入和本地路由進行聚合，聚合命令aggretage；優先順序順序是手動聚合大於自動聚合；

　　實驗：如下拓撲配置BGP，分別對明細路由進行靜態路由聚合、自動路由聚合和手動路由聚合；

　　R1的配置

sys
sys R1
int g0/0/0
ip add 12.0.0.1 24
int lo 1
ip add 172.16.0.1 24
int lo 2
ip add 172.16.1.1 24
int lo 3
ip add 172.16.2.1 24
int lo 4
ip add 172.16.3.1 24
int lo 11
ip add 1.1.1.1 32

ospf 1 router-id 1.1.1.1 
area 0
net 12.0.0.1 0.0.0.0
net 1.1.1.1 0.0.0.0

bgp 12
router-id 1.1.1.1
peer 2.2.2.2 as 12
peer 2.2.2.2 con lo 11

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　　R2的配置

sys
sys R2
int g0/0/0
ip add 12.0.0.2 24
int g0/0/1
ip add 23.0.0.2 24
int lo 22
ip add 2.2.2.2 32

ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0
net 12.0.0.2 0.0.0.0
net 2.2.2.2 0.0.0.0

ip route-s 3.3.3.3 32 23.0.0.3

bgp 12
router-id 2.2.2.2
peer 1.1.1.1 as 12
peer 1.1.1.1 con lo 22
peer 3.3.3.3 as 3
peer 3.3.3.3 con lo 22
peer 3.3.3.3 ebgp-max-hop

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　　R3的配置

sys
sys R3
int g0/0/0
ip ad 23.0.0.3 24
int lo 33 
ip add 3.3.3.3 32
int lo 1
ip add 192.168.0.1 24
int lo 2
ip add 192.168.1.1 24
int lo 3
ip add 192.168.2.1 24
int lo 4
ip add 192.168.3.1 24

ip route-s 2.2.2.2 32 23.0.0.2

bgp 3
router-id 3.3.3.3
peer 2.2.2.2 as 12
peer 2.2.2.2 con lo 33
peer 2.2.2.2 ebgp-max-hop

View Code

　　驗證BGP鄰居狀態

　　提示：可以看到BGP鄰居都正常建立起來；

　　在R1上使用靜態聚合的方法將172.16網段路由聚合後宣告

　　1、創建聚合後的靜態路由，出介面指向NULL 0 口

　　2、通過network在bgp里宣告聚合後的路由

　　驗證：在R2和R3上查看bgp路由表，看看是否學習到R1聚合後的路由呢？

　　提示：可以看到R2和R3上都能正常學習到R2聚合後的路由；不同的是R2學習聚合後的路由其下一跳指向R1，而R3學習到聚合後的路由下一跳指向R2，原因是R2和R3是EBGP類型鄰居，在同步路由時會自動修改更新源為自己，即下一跳會自動修改為自己；

　　在R1上使用自動聚合的方法將172.16網段路由聚合

　　在R1上取消將172.16網段聚合後在bgp里宣告

　　在R1上開啟自動聚合

　　提示：開啟自動聚合時，系統會提示我們自動聚合只能對引入的路由進行聚合，本地宣告的路由是不能聚合的；

　　驗證：在R1上將172.16網段路由引入至BGP

　　驗證：在R1上查看引入的路由

　　提示：可以看到開啟自動聚合後，對應引入的172.16網段路由，自動被聚合為172.16.0.0/16，而明細路由被抑制；

　　驗證：在R2和R3上查看bgp路由表，看看是否學習到R1自動聚合後的路由呢？

　　提示：可以看到R2和R3都能正常學習到R1自動聚合後的路由；

　　在R3上使用手動聚合聚合192.168網段路由

　　1、將直連路由引入只bgp

　　驗證：查看R3bgp路由表，看看192.168網段路由是否引入至BGP

　　提示：可以看到192.168.網段路由已經引入至BGP；

　　2、手動聚合192.168網段路由

　　驗證：查看bgp路由表，看看對應明細路由是否被聚合？

　　提示：可以看到bgp路由表中多了一條被聚合後端路由；但明細路由沒有被抑制；這是因為默認情況下，手動聚合明細路由不會被抑制；必須手動使用detail-suppressed參數來抑制明細路由；

　　使用detail-suppressed參數來抑制明細路由

　　驗證：查看bgp路由表，看看明細路由是否被抑制？

　　提示：可以看到加了detail-suppressed參數以後，對應明細路由就被抑制了；

　　驗證：在R2和R1上查看bgp路由表，看看是否學習到R3手動聚合的路由呢？

　　提示：可以看到R1和R2都能正常學習到R3手動聚合後的路由，但R1上不可用，原因是R3沒有去往3.3.3.3的路由；解決辦法在R2上開啟修改更新源為自己；

　　在R2上開啟修改更新源為自己

　　驗證：在R1上查看bgp路由表，看看對應路由是否可用？

　　提示：可以看到現在R1學習到192.168.0.0/22的路由是可用最優狀態；

　　as-set參數：保留原有as號碼屬性；該參數主要用來防止環路產生；默認情況下手動聚合路由後，它會以本端為起始點向周圍鄰居宣告，對應as號碼是本端bgp路由器所在as號，這樣一來就可能產生環路；如上，我們不在R3上手動聚合路由，只是在R3上引入路由，然後在R2上做手動聚合，看看對應聚合後的路由是否會照常發送給R3呢？

　　在R3上取消手動路由聚合