FRR实现BGP详细版

边界网关协议（BGP）

目录

边界网关协议（BGP）

BGP 概述

BGP 基础概念与术语

BGP 协议操作

BGP 路径属性详解

BGP 路由策略

FRR实现BGP

BGP 故障排查

BGP 概述

• 核心特性：
  • 路径矢量协议：携带完整的 AS 路径信息。
  • 基于策略的路由：强大的路由策略控制能力。
  • 使用 TCP 传输：可靠性保障（端口 179）。
  • 增量更新：高效的路由信息传播。
• 主要功能： 实现 AS 间的互联互通和路由可达性。
• 应用场景： 大型企业多出口、ISP 骨干网互联、互联网交换中心（IXP）、云服务提供商网络。

BGP 基础概念与术语

• 自治系统（Autonomous System, AS）：
  • 定义：一个在单一管理域下运行的网络集合。
  • AS 号（ASN）：全球唯一的标识符（公共 ASN 和私有 ASN）。
• BGP 对等体（Peers）：
  • 定义：建立 BGP 会话的两台路由器。
  • 类型：
    • EBGP（External BGP）：位于不同 AS 的对等体（通常直连或多跳）。
    • IBGP（Internal BGP）：位于同一 AS 的对等体（通常非直连）。
• BGP 路由（前缀）： 需要通告的网络可达性信息（例如：192.0.2.0/24）。
• BGP 属性（Attributes）： 描述路由特性、用于路径选择和策略应用的关键参数集合（例如：AS_PATH, NEXT_HOP, LOCAL_PREF, MED, Community 等）。

BGP 协议操作

• BGP 有限状态机（FSM）： 描述会话建立和维护的各种状态（Idle, Connect, Active, OpenSent, OpenConfirm, Established）。
• 建立 BGP 对等会话：
  • TCP 连接建立。
  • 交换 OPEN 消息：协商参数（BGP 版本、ASN、Hold Time、BGP Identifier 等）。
• 路由信息交换：
  • UPDATE 消息：用于通告新路由、撤销旧路由或更新路由属性。
  • 路由通告规则（例如：IBGP 水平分割）。
• 保持连接： KEEPALIVE 消息的作用。

BGP 路径属性详解

• 公认必遵属性： 所有 BGP 实现必须识别且包含在 UPDATE 消息中。
  • ORIGIN：路由来源（IGP, EGP, Incomplete）。
  • AS_PATH：记录路由经过的 AS 序列。
  • NEXT_HOP：到达目的网络的下一跳 IP 地址。
• 公认任意属性： 所有 BGP 实现都能识别，但可以选择性包含。
  • LOCAL_PREF（本地优先级）：用于 IBGP 内部选路（值越高越优先）。
  • ATOMIC_AGGREGATE：表示路由被聚合且丢失了部分路径信息。
• 可选传递属性： 接收方可以不识别，但会继续传递给其他对等体。
  • AGGREGATOR：标识执行路由聚合的路由器及其 AS。
  • Community：一个强大的标签机制，用于简化路由策略应用。
• 可选非传递属性： 接收方可以不识别，且不会传递给其他对等体。
  • MULTI_EXIT_DISC（MED）：用于向邻居 AS 建议首选入口点（值越低越优先）。
  • ORIGINATOR_ID：用于路由反射场景，防止环路。
  • CLUSTER_LIST：用于路由反射场景，防止环路。

BGP 路由策略

• 策略的核心： 基于属性操纵来控制路由的接收、通告和优选。
• 入口策略（Import Policy）： 控制从对等体接收哪些路由以及如何修改其属性。
• 出口策略（Export Policy）： 控制向对等体通告哪些路由以及如何修改其属性。
• 常用策略工具：
  • 访问控制列表（ACL）和前缀列表（Prefix-list）：用于路由过滤。
  • 路由映射（Route-map）：强大的策略工具，用于匹配路由并修改属性或执行动作（允许/拒绝）。
  • 团体属性（Community）：标记路由，实现策略的模块化和简化。
  • 正则表达式：用于匹配复杂的 AS_PATH 模式。
• 典型策略应用场景： 流量工程、多宿主环境负载分担/备份、联盟、路由反射器配置等。

FRR实现BGP

• 配置BGP基本参数

sudo sh -c "echo \\"
configure terminal
hostname ${ROLE}
! 配置BGP路由器
router bgp ${LOCAL_AS}
bgp router-id ${LOOPBACK_IP}
no bgp ebgp-requires-policy
no bgp network import-check
end
exit
\\" | vtysh"

• 配置eBGP邻居关系

for neighbor_info in "${NEIGHBORS[@]}"; do
read -r neighbor_ip neighbor_as <<< "$neighbor_info"
sudo sh -c "echo \\"
configure terminal
hostname ${ROLE}
router bgp ${LOCAL_AS}
neighbor ${neighbor_ip} remote-as ${neighbor_as}
! Keepalive定时器（保持连接定时器） 5s
! Holdtime定时器（保持时间定时器） 15s
neighbor ${neighbor_ip} timers 5 15
end
exit
\\" | vtysh"

done

• 配置IPv4地址族和路由通告并激活每个邻居

# 配置地址族和路由映射
sudo sh -c "echo \\"
configure terminal
router bgp ${LOCAL_AS}
address-family ipv4 unicast
network ${LOOPBACK_NET}
end
exit
\\" | vtysh"

# 激活每个邻居
for neighbor_info in "${NEIGHBORS[@]}"; do
read -r neighbor_ip neighbor_as <<< "$neighbor_info"
sudo sh -c "echo \\"
configure terminal
router bgp ${LOCAL_AS}
address-family ipv4 unicast
neighbor ${neighbor_ip} activate
neighbor ${neighbor_ip} route-map PERMIT_ALL in
neighbor ${neighbor_ip} route-map PERMIT_ALL out
end
exit
\\" | vtysh"
done
# 配置路由映射
sudo sh -c "echo \\"
configure terminal
route-map PERMIT_ALL permit 10
end
write memory
exit
\\" | vtysh"

• 查看配置

sudo vtysh -c "show running-config"

• 可以看到类似这样的结果

configure terminal
hostname router2
route-map PERMIT_ALL permit 10
! 配置BGP路由器
router bgp 65002
bgp router-id 192.168.2.1
no bgp ebgp-requires-policy
no bgp network import-check
! 配置BGP邻居
neighbor 10.0.1.1 remote-as 65001
neighbor 10.0.1.1 description eBGP-peer-AS65001
! Keepalive定时器（保持连接定时器） 5s
! Holdtime定时器（保持时间定时器） 15s
neighbor 10.0.1.1 timers 5 15
! 配置BGP邻居
neighbor 10.0.1.3 remote-as 65003
neighbor 10.0.1.3 description eBGP-peer-AS65003
! Keepalive定时器（保持连接定时器） 5s
! Holdtime定时器（保持时间定时器） 15s
neighbor 10.0.1.3 timers 5 15
!配置地址族和路由映射
address-family ipv4 unicast
network 192.168.2.0/24
!激活每个邻居
neighbor 10.0.1.1 activate
neighbor 10.0.1.1 route-map PERMIT_ALL in
neighbor 10.0.1.1 route-map PERMIT_ALL out
!激活每个邻居
neighbor 10.0.1.3 activate
neighbor 10.0.1.3 route-map PERMIT_ALL in
neighbor 10.0.1.3 route-map PERMIT_ALL out
!配置路由映射
end
write memory
exit

BGP 故障排查

• 常见问题：邻居无法建立、路由未学习/未通告、路径选择不符合预期、路由波动。
• 排查工具与方法：
  • 查看 BGP 邻居状态。

sudo vtysh -c "show ip bgp summary"

• 查看 BGP 路由表。

sudo vtysh -c "show ip bgp ipv4 unicast"
sudo ip route show | grep "bgp"

• 查看 BGP 通告和接收的路由信息。

sudo vtysh -c "show ip bgp neighbor"

• 查看 BGP 策略（如路由映射）的匹配和执行情况。

sudo vtysh -c "show route-map"

• 利用网络监控和可视化工具。