驗證BGP的AS間路由轉發及同步

吳剛

摘 要： 邊界網關協議BGP適合在多個AS自治系統間交換路由信息，對運營管理系統的集成和協調起著重要作用，通常對配置多個AS之間的路由轉發及IBGP的路由同步存在諸多問題。通過搭建多自治系統的實驗環境，在BGP網絡中采用路由重發布、內部鄰居設定、指定IBGP的next-hop、啟用路由同步、路由匯總等方法，給出了針對所存在問題的解決方案并給予了論證。

關鍵詞： BGP； IBGP； 自治系統； 路由重發布； 路由同步

中圖分類號：TP393.2 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）03-14-03

0 引言

BGP協議適合在大的自治系統間交換路由信息，應用在這樣幾種環境：AS允許數據包穿過它到達其他AS；有到其他AS的多條連接；必須對進入和離開AS的數據流進行控制；典型的環境是ISP[1]。

BGP路由選擇的前提條件是：路由同步、無環路、下一跳可達（優化）。

BGP路由選擇判斷條件比較多，判斷優先順序依如下步驟：

⑴ 選擇最高的本地優先級；

⑵ 選擇本路由器始發的路由（next hop=0.0.0.0）；

⑶ 選擇最短的AS路徑；

⑷ 選擇最小的起源code （IGP

⑸ 選擇最小的MED；

⑹ 選擇從EBGP鄰居學到的路由；

⑺ 選擇到達BGP下一跳最短的路由（根據IGP路由選擇）；

⑻ 選擇從EBGP鄰居學到最老的路由（oldest route：意為鄰居計時器的值更大）；

⑼ 選擇最小的鄰居路由器Router ID；

⑽ 選擇最小的鄰居路由器IP地址（BGP neighbor配置那個地址）[1]。

1 實驗環境

用一個實驗環境來驗證BGP的配置、IBGP和IGP的同步、AS系統間的轉發及穿透，如圖1所示。

圖1 BGP系統拓撲

在圖1所示的實驗環境中，包含三個自治系統，其中AS65100含有R2、R3、R4三臺路由器，R2和R4創建IBGP鄰居關系，同時，這三臺路由器運行OSPF的IGP內部路由協議；為了便于路由匯總，減少AS之間的路由信息條目，AS65100內部規劃的網絡地址范圍可以匯總為60.100.0.0/16地址段。

R1和R2是兩個不同自治系統的邊界網關，建立EBGP鄰居關系；

R4和R5是兩個不同自治系統的邊界網關，建立EBGP鄰居關系。

2 設備配置命令序列及功能

2.1 R1配置

interface Loopback0

ip address 60.202.11.1 255.255.255.0

interface FastEthernet0/0

ip address 60.200.12.1 255.255.255.0

router bgp 65202

synchronization

network 60.202.11.0 mask 255.255.255.0

！！通告本系統中的網絡段，不通告AS外部連接網絡段

neighbor 60.200.12.2 remote-as 65100

no auto-summary[3]

2.2 R2配置

interface FastEthernet0/0

ip address 60.100.23.2 255.255.255.0

interface FastEthernet0/1

ip address 60.200.12.2 255.255.255.0

router ospf 1

！！AS65100系統內部使用OSPF路由協議

redistribute bgp 65100 metric 1000 subnets

！！為了使EBGP傳播的路由信息和IBGP保持同步，需要把EBGP路由再發布到OSPF路由信息中。

network 60.100.23.0 0.0.0.255 area 0

！

router bgp 65100

bgp log-neighbor-changes

neighbor 60.100.34.4 remote-as 65100

neighbor 60.200.12.1 remote-as 65202

neighbor 60.100.34.4 next-hop-self

！！IBGP保持路由條目的下一跳信息，IBGP鄰居收到的路由下一跳是不可達的外部AS網關，所以通告IBGP鄰居，EBGP的下一跳路由指向自己，這是可達的路由條目。

no auto-summary

synchronization

！！啟用同步功能，防止路由黑洞

network 60.100.0.0 mask 255.255.0.0

！！向外部AS系統通告一條匯總的網段

ip route 60.100.0.0 255.255.0.0 Null0

！！需要在IGP表中構造一條對應的匯總網段路由，不然就不能用network通告匯總路由[2]。

2.3 R3配置

interface FastEthernet0/0

ip address 60.100.34.3 255.255.255.0

interface FastEthernet0/1

ip address 60.100.23.3 255.255.255.0

router ospf 1

network 60.100.23.0 0.0.0.255 area 0

network 60.100.34.0 0.0.0.255 area 0

R3中不需要運行BGP協議建立網狀的IBGP鄰居關系，BGP協議運行在TCP協議中，可以通過IGP路由傳遞，只要本AS中的邊界網關互相建立IBGP鄰居關系就可。

2.4 R4配置

interface FastEthernet0/0

ip address 60.100.34.4 255.255.255.0

interface FastEthernet0/1

ip address 60.201.45.4 255.255.255.0

router ospf 1

log-adjacency-changes

redistribute bgp 65100 metric 1000 subnets

network 60.100.34.0 0.0.0.255 area 0

router bgp 65100

bgp log-neighbor-changes

neighbor 60.100.23.2 remote-as 65100

neighbor 60.201.45.5 remote-as 65203

neighbor 60.100.23.2 next-hop-self

no auto-summary

synchronization

network 60.100.0.0 mask 255.255.0.0

ip route 60.100.0.0 255.255.0.0 Null0

2.5 R5配置

interface Loopback0

ip address 60.203.55.5 255.255.255.0

interface FastEthernet0/0

ip address 60.201.45.5 255.255.255.0

router bgp 65203

synchronization

network 60.203.55.0 mask 255.255.255.0

neighbor 60.201.45.4 remote-as 65100

no auto-summary

3 實驗結果輸出信息

3.1 R4輸出信息

R4上顯示TCP連接：

R4#show tcp brief

TCB Local Address Foreign Address （state）

66702968 60.100.34.4.179 60.100.23.2.45640 ESTAB

675625E0 60.201.45.4.46746 60.201.45.5.179 ESTAB

標明BGP通過TCP的179端口建立了連接。

R4上顯示BGP鄰居信息：

R4#show ip bgp neighbor

BGP neighbor is 60.100.23.2， remote AS 65100， internal link

BGP version 4， remote router ID 60.200.12.2

BGP state=Established， up for 00：41：03

BGP neighbor is 60.201.45.5， remote AS 65203， external link

BGP version 4， remote router ID 60.203.55.5

BGP state=Established， up for 00：41：06

IBGP鄰居和EBGP鄰居都已經建立起來了。

顯示鄰居摘要信息：

R4#show ip bgp summary

BGP router identifier 60.201.45.4， local AS number 65100

BGP table version is 5， main routing table version 5

3 network entries using 360 bytes of memory

4 path entries using 208 bytes of memory

5/3 BGP path/bestpath attribute entries using 620 bytes of memory

2 BGP AS-PATH entries using 48 bytes of memory

Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd

60.100.23.2 4 65100 51 51 5 0 0 00：45：05 2

60.201.45.5 4 65203 49 49 5 0 0 00：44：56 1

查看BGP表信息：

R4#show ip bgp

BGP table version is 5， local router ID is 60.201.45.4

Status codes： s suppressed， d damped， h history，

* valid， > best， i - internal， r RIB-failure， S Stale

Origin codes： i - IGP， e - EGP， ？ - incomplete

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path

* i60.100.0.0/16 60.100.23.2 0 100 0 i

*> 0.0.0.0 0 32768 i

r>i60.202.11.0/24 60.100.23.2 0 100 0 65202 i

*> 60.203.55.0/24 60.201.45.5 0 0 65203 i

r>i60.202.11.0/24這一項中，“r”表明選用了IGP的路由，BGP路由加入路由表失效，但是“>”表示是最優路由，仍然可以傳遞給外部EBGP。緊接著的“i”表示是IBGP傳遞過來的路由[4]。

R4#show ip route

60.0.0.0/8 is variably subnetted， 6 subnets， 2 masks

O 60.100.23.0/24 [110/20] via 60.100.34.3， 00：49：10，

FastEthernet0/0

S 60.100.0.0/16 is directly connected， Null0

C 60.100.34.0/24 is directly connected， FastEthernet0/0

B 60.203.55.0/24 [20/0] via 60.201.45.5， 00：48：29

C 60.201.45.0/24 is directly connected， FastEthernet0/1

O E2 60.202.11.0/24 [110/1000] via 60.100.34.3， 00：49：10，

FastEthernet0/0

R4#

3.2 R1輸出信息

R1#show ip bgp

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path

*>60.100.0.0/16 60.200.12.2 0 0 65100 i

*>60.202.11.0/24 0.0.0.0 0 32768 i

*>60.203.55.0/24 60.200.12.2 0 65100 65203 i

R1#show ip route

60.0.0.0/8 is variably subnetted， 4 subnets， 2 masks

B 60.100.0.0/16 [20/0] via 60.200.12.2， 01：01：53

B 60.203.55.0/24 [20/0] via 60.200.12.2， 01：00：25

C 60.200.12.0/24 is directly connected， FastEthernet0/0

C 60.202.11.0/24 is directly connected， Loopback0

R1#ping 60.203.55.5

Type escape sequence to abort.

Sending 5， 100-byte ICMP Echos to 60.203.55.5，

timeout is 2 seconds：

.....

Success rate is 0 percent （0/5）

缺省情況下，R1去ping AS65203的網段，是用物理接口地址60.200.12.1，而這個網段在另外兩個AS系統中是沒有路由條目的，也不必要去通告這條AS系統間的網段，所以是ping 不通的。

R1#ping 60.203.55.5 source 60.202.11.1

Type escape sequence to abort.

Sending 5， 100-byte ICMP Echos to 60.203.55.5，

timeout is 2 seconds：

Packet sent with a source address of 60.202.11.1

！！！！！

Success rate is 100 percent （5/5）， round-trip min/avg/max

=172/258/332 ms

根據source來指定的源地址是AS65202內部的網段，這是BGP對外通告的網段，在另外兩個AS是有BGP路由，可以順利ping通。

3.3 R2輸出信息

R2#show ip bgp

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path

* i60.100.0.0/16 60.100.34.4 0 100 0 i

*> 0.0.0.0 0 32768 i

*> 60.202.11.0/24 60.200.12.1 0 0 65202 i

r>i60.203.55.0/24 60.100.34.4 0 100 0 65203 i

可以獲取兩個EBGP的路由。

R2#show ip route

60.0.0.0/8 is variably subnetted， 6 subnets， 2 masks

C 60.100.23.0/24 is directly connected， FastEthernet0/0

S 60.100.0.0/16 is directly connected， Null0

O 60.100.34.0/24 [110/20] via 60.100.23.3， 01：02：29，

FastEthernet0/0

O E2 60.203.55.0/24 [110/1000] via 60.100.23.3，

01：01：36， FastEthernet0/0

C 60.200.12.0/24 is directly connected， FastEthernet0/1

B 60.202.11.0/24 [20/0] via 60.200.12.1， 01：03：04

R2#

3.4 R3輸出信息

R3#show ip route

60.0.0.0/8 is variably subnetted， 5 subnets， 2 masks

C 60.100.23.0/24 is directly connected， FastEthernet0/1

O E2 60.100.0.0/16 [110/1000] via 60.100.34.4， 01：04：22，

FastEthernet0/0

[110/1000] via 60.100.23.2， 01：04：22， FastEthernet0/1

C 60.100.34.0/24 is directly connected， FastEthernet0/0

O E2 60.203.55.0/24 [110/1000] via 60.100.34.4，

01：03：30， FastEthernet0/0

O E2 60.202.11.0/24 [110/1000] via 60.100.23.2，

01：04：22， FastEthernet0/1

R3#

3.5 R5輸出信息

R5#show ip bgp

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path

*> 60.100.0.0/16 60.201.45.4 0 0 65100 i

*> 60.202.11.0/24 60.201.45.4 0 65100 65202 i

*> 60.203.55.0/24 0.0.0.0 0 32768 i

可以正常獲得AS65202的路由信息，并加入到路由表中。

R5#show ip route

B 60.100.0.0/16 [20/0] via 60.201.45.4， 01：04：56

C 60.203.55.0/24 is directly connected， Loopback0

C 60.201.45.0/24 is directly connected， FastEthernet0/0

B 60.202.11.0/24 [20/0] via 60.201.45.4， 01：04：56

4 結束語

本文對BGP的多AS系統路由配置方案解決了如下問題：AS系統內的IGP和IBGP的同步；AS系統間的路由轉發；ping 通各AS內部網絡。因為BGP不同的自治系統可能分屬于不同的運營商，所以路由轉發需要控制過濾，不同的自治系統還需要認證。對于多種屬性靈活控制選路，以及BGP的路由黑洞解決辦法等技術還有待進一步研究論證。

參考文獻：

[1] 程慶梅.創建高級路由型互聯網[M].機械工業出版社，2012.

[2] 程慶梅.創建高級路由型互聯網實訓手冊[M].機械工業出版社，2012.

[3] 斯桃枝.路由協議與交換技術[M].清華大學出版社，2012.

[4] 龐玲.邊界路由器BGP協議的脆弱性[J].計算機系統應用，2013.22

（1）：157-161