BGP RR反射器理论实验，BGP联盟详解 纯干货！

首先复习一下BGP

​BGP简介​

边界网关协议BGP（Border Gateway Protocol）是一种实现自治系统AS（Autonomous System）之间的路由可达，并选择最佳路由的距离矢量路由协议。

早期发布的三个版本分别是BGP-1（RFC1105）、BGP-2（RFC1163）和BGP-3（RFC1267），1994年开始使用BGP-4（RFC1771），2006年之后单播IPv4网络使用的版本是BGP-4（RFC4271），其他网络（如IPv6等）使用的版本是MP-BGP（RFC4760）。

MP-BGP是对BGP-4进行了扩展，来达到在不同网络中应用的目的，BGP-4原有的消息机制和路由机制并没有改变。MP-BGP在IPv6单播网络上的应用称为BGP4+，在IPv4组播网络上的应用称为MBGP（Multicast BGP）。

为方便管理规模不断扩大的网络，网络被分成了不同的自治系统。1982年，外部网关协议EGP（Exterior Gateway Protocol）被用于实现在AS之间动态交换路由信息。

但是EGP设计得比较简单，只发布网络可达的路由信息，而不对路由信息进行优选，同时也没有考虑环路避免等问题，很快就无法满足网络管理的要求。

BGP是为取代最初的EGP而设计的另一种外部网关协议。不同于最初的EGP，BGP能够进行路由优选、避免路由环路、更高效率的传递路由和维护大量的路由信息。

虽然BGP用于在AS之间传递路由信息，但并不是所有AS之间传递路由信息都需要运行BGP。比如在数据中心上行的连入Internet的出口上，为了避免Internet海量路由对数据中心内部网络的影响，设备采用静态路由代替BGP与外部网络通信。

​BGP从多方面保证了网络的安全性、灵活性、稳定性、可靠性和高效性：​

1、BGP采用认证和GTSM的方式，保证了网络的安全性。

2、BGP提供了丰富的路由策略，能够灵活的进行路由选路。

3、BGP提供了路由聚合和路由衰减功能用于防止路由振荡，有效提高了网络的稳定性。

4、BGP使用TCP作为其传输层协议（端口号为179），并支持BGP与BFD联动、BGP Tracking和BGP GR，提高了网络的可靠性。

​下面开始正文​

一、BGP路由反射器

为保证IBGP对等体之间的连通性，需要在IBGP对等体之间建立全连接关系。​假设在一个AS内部有n台设备，那么建立的IBGP连接数就为n(n-1)/2。​

当设备数目很多时，设备配置将十分复杂，而且配置后网络资源和CPU资源的消耗都很大。在IBGP对等体间使用路由反射器可以解决以上问题。

1、BGP路由反射器角色

如上图1，在一个AS内部关于路由反射器有以下几种角色：

如上图1，在一个AS内部关于路由反射器有以下几种角色：

​路由反射器RR（Route Reflector）：允许把从IBGP对等体学到的路由反射到其他IBGP对等体的BGP设备，类似OSPF网络中的DR。​

1、客户机（Client）：

与RR形成反射邻居关系的IBGP设备。在AS内部客户机只需要与RR直连。

2、非客户机（Non-Client）：

既不是RR也不是客户机的IBGP设备。在AS内部非客户机与RR之间，以及所有的非客户机之间仍然必须建立全连接关系。

3、始发者（Originator）：

在AS内部始发路由的设备。Originator_ID属性用于防止集群内产生路由环路。

4、集群（Cluster）：

路由反射器及其客户机的集合。Cluster_List属性用于防止集群间产生路由环路。

RR的作用：

​1、从客户机收到的路由，反射给其他的客户机。 ​​

​​2、从客户机收到的路由，反射给其他的非客户机。 ​​

​​3、从非客户机收到的路由，反射给其他的客户机。​​

​4、​从非客户机收到的路由，不反射给非客户机。​

​总结​：

​RR只传递最优的BGP路由，除了非客户机之间的路由不反射，其他的都反射。​

​反射​：

​只有打破了IBGP路由只传一跳特征的才叫做反射，反射不会修改IBGP路由的任何属性。 RR将路由反射出去的时候添加两个属性：Originator ID、Cluster list 用于防止环路。​

起源ID：

​1、RR将路由反射出去的时候添加Orignator ID，取值为IBGP邻居的Router id。 ​

​2、当BGP设备接受一条路由之后，起源ID和自身RouterID相同，则拒绝接受该路由。

2、BGP路由反射器原理

同一集群内的客户机只需要与该集群的RR直接交换路由信息，因此客户机只需要与RR之间建立IBGP连接，不需要与其他客户机建立IBGP连接，从而减少了IBGP连接数量。

如上图1所示，在AS65000内一台设备作为RR，三台设备作为客户机，形成Cluster1。此时AS65000中IBGP的连接数从配置RR前的10条减少到4条，不仅简化了设备的配置，也减轻了网络和CPU的负担。

RR突破了“从IBGP对等体获得的BGP路由，BGP设备只发布给它的EBGP对等体。”的限制，并采用独有的Cluster_List属性和Originator_ID属性防止路由环路。

RR向IBGP邻居发布路由规则如下：

1、从非客户机学到的路由，发布给所有客户机。

2、从客户机学到的路由，发布给所有非客户机和客户机（发起此路由的客户机除外）。

3、从EBGP对等体学到的路由，发布给所有的非客户机和客户机。

3、BGP Cluster_List属性

路由反射器和它的客户机组成一个集群（Cluster），使用AS内唯一的Cluster ID作为标识。为了防止集群间产生路由环路，路由反射器使用Cluster_List属性，记录路由经过的所有集群的Cluster ID。

当一条路由第一次被RR反射的时候，RR会把本地Cluster ID添加到Cluster List的前面。如果没有Cluster_List属性，RR就创建一个。

当RR接收到一条更新路由时，RR会检查Cluster List。如果Cluster List中已经有本地Cluster ID，丢弃该路由；如果没有本地Cluster ID，将其加入Cluster List，然后反射该更新路由。

​4、BGP Originator_ID属性​

Originator ID由RR产生，使用的Router ID的值标识路由的始发者，用于防止集群内产生路由环路。

当一条路由第一次被RR反射的时候，RR将Originator_ID属性加入这条路由，标识这条路由的发起设备。如果一条路由中已经存在了Originator_ID属性，则RR将不会创建新的Originator_ID属性。

当设备接收到这条路由的时候，将比较收到的Originator ID和本地的Router ID，如果两个ID相同，则不接收此路由。

​5、BGP备份路由反射器​

为增加网络的可靠性，防止单点故障对网络造成影响，有时需要在一个集群中配置一个以上的RR。

由于RR打破了从IBGP对等体收到的路由不能传递给其他IBGP对等体的限制，所以同一集群内的RR之间中可能存在环路。这时，该集群中的所有RR必须使用相同的Cluster ID，以避免RR之间的路由环路。

图2 备份路由反射器

如上图2，路由反射器RR1和RR2在同一个集群内，配置了相同的Cluster ID。

1、当客户机Client1从EBGP对等体接收到一条更新路由，它将通过IBGP向RR1和RR2通告这条路由。

2、RR1和RR2在接收到该更新路由后，将本地Cluster ID添加到Cluster List前面，然后向其他的客户机（Client2、Client3）反射，同时相互反射。

3、RR1和RR2在接收到该反射路由后，检查Cluster List，发现自己的Cluster ID已经包含在Cluster List中。于是RR1和RR2丢弃该更新路由，从而避免了路由环路。

6、BGP多集群路由反射器

一个AS中可以存在多个集群，各个集群的RR之间建立IBGP对等体。当RR所处的网络层不同时，可以将较低网络层次的RR配成客户机，形成分级RR。当RR所处的网络层相同时，可以将不同集群的RR全连接，形成同级RR。

​7、BGP分级路由反射器​

图3 分级路由反射器  

在实际的RR部署中，常用的是分级RR的场景。如上图3，ISP为AS100提供Internet路由。AS100内部分为两个集群，其中Cluster1内的四台设备是核心路由器，采用备份RR的形式保证可靠性。

​8、BGP同级路由反射器​

图4 同级路由反射器

如上图4，一个骨干网被分成多个集群。各集群的RR互为非客户机关系，并建立全连接。此时虽然每个客户机只与所在集群的RR建立IBGP连接，但所有RR和客户机都能收到全部路由信息。

​二、BGP联盟​

解决AS内部的IBGP网络连接激增问题，除了使用路由反射器之外，还可以使用联盟（Confederation）。

联盟将一个AS划分为若干个子AS。每个子AS内部建立IBGP全连接关系，子AS之间建立联盟EBGP连接关系，但联盟外部AS仍认为联盟是一个AS。

配置联盟后，原AS号将作为每个路由器的联盟ID。

这样有两个好处：一是可以保留原有的IBGP属性，包括Local Preference属性、MED属性和NEXT_HOP属性等；二是联盟相关的属性在传出联盟时会自动被删除，即管理员无需在联盟的出口处配置过滤子AS号等信息的操作。

如上图1所示，AS100使用联盟后被划分为3个子AS：AS65001、AS65002和AS65003，使用AS100作为联盟ID。此时IBGP的连接数量从10条减少到4条，不仅简化了设备的配置，也减轻了网络和CPU的负担。而AS100外的BGP设备因为仅知道AS100的存在，并不知道AS100内部的联盟关系，所以不会增加CPU的负担。

联盟AS：大AS，部署了联盟的AS叫做联盟AS。

成员EBGP邻居：在成员AS之间建立的EBGP邻居叫做成员EBGP邻居。

​联盟EBGP邻居：EBGP邻居，与其他常规AS建立的EBGP邻居，叫做联盟EBGP邻居。

​联盟AS内部存在多个成员AS，成员AS之间建议使用相同的IGP协议

​联盟命令：​

confederation id 123 所在的大的AS号

​confederation peer-as 45 3 //自己所连接的子as就配置多少

基于成员EBGP邻居之间传递路由，当做IBGP等同对待原则：从成员EBGP邻居接受到的路由，传递给其他成员EBGP邻居和IBGP邻居时，无法使用Next-hop-local修改下一跳属性。也基于这一特征，所以建议联盟AS内部存在多个成员AS时，成员AS之间建议使用相同的IGP协议。

​​三、BGP RR实验​

​配置OSPF阶段​

AR1的IP地址表

AR2的IP地址表

AR3的IP地址表

AR4的IP地址表

AR5的IP地址表

此时是EBGP邻居 AR2 AR3 AR4 AR5先建立底层通信 启用OSPF 建立 之后再建立EBGP邻居 指定RR反射器反射给客户端

AR2 OSPF：

ospf 1 router-id 2.2.2.2

area 0.0.0.0

network 2.2.2.2 0.0.0.0  

network 23.1.1.2 0.0.0.0  

network 24.1.1.2 0.0.0.0  

network 25.1.1.2 0.0.0.0  

AR3 OSPF：

ospf 1  

area 0.0.0.0  

network 0.0.0.0 255.255.255.255   此时直接宣告全部网段为了节省时间 

AR4 OSPF：

ospf 1 router-id 4.4.4.4  

area 0.0.0.0  

network 0.0.0.0 255.255.255.255 

AR5 OSPF：

ospf 1 router-id 5.5.5.5  

area 0.0.0.0  

network 0.0.0.0 255.255.255.255

​在AR2上查看OSPF邻居建立状态 此时已经全FUll状态了 建立完成​

以下为BEGP 配置包含RR反射器 详细配置我会标注出来

配置EBGP，IBGP RR反射器

AR1配置EBGP 对AR2指向邻居

AR1的EBGP配置​

bgp 1    运行BGP AS号为1

peer 12.1.1.2 as-number 2345  ​ peer指向对端的ip地址 as-number是对方的AS号为2345​

ipv4-family unicast 进入IPv4单播地址簇下

undo synchronization

peer 12.1.1.2 enable  将这条命令使能

AR2的EBGP配置​

bgp 2345   配置BGP  本端AS号为2345 

peer 3.3.3.3 as-number 2345     ​这是指向AR3 指向的是对端的环回接口一会要更改发送源地址为环回接口 不然邻居建立不成功，AR3的AS号为2345​

peer 3.3.3.3 connect-interface LoopBack0 //将发送源地址更改为环回接口地址 发送TCP三次握手是用环回接口发起的建立

peer 4.4.4.4 as-number 2345   这是向AR4建立的IBGP邻居建立 指向的还是环回接口 AS号为2345

peer 4.4.4.4 connect-interface LoopBack0 ​//将发送源地址更改为环回接口 用环回接口地址建立TCP连接​

peer 5.5.5.5 as-number 2345    //和AR5建立IBGP连接 指向的是对方的环回接口 AR5的AS号为2345

peer 5.5.5.5 connect-interface LoopBack0 ​ //将发送源地址更改为环回接口 本端的是2.2.2.2 意思就是说2.2.2.2和3.3.3.3建立 前提是2.2.2.2做为源地址可以和3.3.3.3互通才可以 才可以建立TCP连接成功建立BGP​

peer 12.1.1.1 as-number 1  此时是和AR1建立EBGP邻居 AR1的AS号为1 此时是和接口发起的连接 不需要更改发送源地址

 ipv4-family unicast     //进入IPv4地址簇下进行配置

 undo synchronization

 peer 3.3.3.3 enable      //将指向3.3.3.3这条命令使能

 peer 3.3.3.3 reflect-client    ​//配置RR反射器 对端3.3.3.3开启RR反射器​

 peer 3.3.3.3 next-hop-local    //此时要更改下一跳 建立EBGP 边缘路由器要为IBGP内的路由更改下一跳不然路由表会出现问题

 peer 4.4.4.4 enable    //将指向4.4.4.4 这条命令使能开启

 peer 4.4.4.4 next-hop-local  //此时要更改下一跳 建立EBGP 边缘路由器要为IBGP内的路由更改下一跳不然路由表会出现问题

 peer 5.5.5.5 enable   ////将指向5.5.5.5 这条命令使能开启

 peer 5.5.5.5 next-hop-local    ​//此时要更改下一跳 建立EBGP 边缘路由器要为IBGP内的路由更改下一跳不然路由表会出现问题​

 peer 12.1.1.1 enable   指向12.1.1.1的这条命令使能

AR3的BGP配置​

bgp 2345

peer 2.2.2.2 as-number 2345     //指向AR2的环回口 AR2的AS号为2345 

peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0  //将发送源地址更改为环回接口建立TCP连接 完成BGP的邻居建立

ipv4-family unicast

 undo synchronization

 network 192.168.1.0  

 peer 2.2.2.2 enable 

AR4 的BGP配置​

bgp 2345

peer 2.2.2.2 as-number 2345  //此时在AR4上和AR2建立邻居， 和对端的环回接口建立 AR2的AS号为2345

peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0   //将发送源地址更改为环回接口建立TCP连接 完成BGP的邻居的建立

ipv4-family unicast

 undo synchronization

 peer 2.2.2.2 enable

AR5的BGP配置​

bgp 2345

peer 2.2.2.2 as-number 2345   和AR2的环回接口建立IGBP邻居 AR2的AS号为2345 

peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0   ​//将发送源地址更改为环回接口 用环回接口的地址建立TCP的三次握手 保证BGP的邻居建立完成​

ipv4-family unicast

 undo synchronization

 peer 2.2.2.2 enable

最后在AR2上看一下 BGP邻居建立情况 看bgp邻居表

display bgp peer   //查看BGP邻居表​