BGP路由反射器

独醉花满楼2024-07-28 22:09

原理概述

缺省情况下，路由器从它的一个 IBGP对等体那里接收到的路由条目不会被该路由器再传递给其他IBGP对等体，这个原则称为BGP水平分割原则，该原则的根本作用是防止 AS内部的BGP路由环路。因此，在AS内部，一般需要每台路由器都运行 BGP协议并建立全互联的IBGP对等体关系，这样才能避免BGP路由黑洞等问题。对于有n个BGP路由器的AS来说，全互联的IBGP对等体关系将有n×(n-1)÷2个。对于大型AS来说，数量众多的IBGP对等体关系将导致配置和维护的工作量都非常大，且人为出错的可能性也随之增加。

解决上述问题的方法之一就是使用BGP路由反射器。BGP路由反射器的使用，可以在很大程度上减少大型AS中 IBGP对等体关系的数量并简化相应的配置和维护工作。BGP路由反射器是AS内部 IBGP网络环境中的一种特殊角色，其他的角色还有反射器的客户端和非客户端。一个反射器和它所有的客户端一起被统称为一个Cluster;客户端与它的反射器建立的是IBGP对等体关系;客户端之间无需建立IBGP对等体关系;非客户端和反射器建立的是IBGP对等体关系;非客户端之间需要建立全互连的IBGP对等体关系;非客户端和客户端之间无需建立IBGP对等体关系;一个AS内部可以有多个Cluster;一个Cluster中可以有多台反射器。另外，EBGP对等体之间是不存在 BGP路由反射器的概念的。

BGP路由反射器在反射路由的时候遵循的原则是:从一个非客户端那里接收到的路由，反射器会将它只传递给所有的客户端;从一个客户端那里接收到的路由，反射器会将它传递给所有其他的客户端以及所有的非客户端;从EBGP对等体那里接收到的路由，反射器会将它传递给所有的客户端和非客户端。

实验目的

理解 BGP路由反射器的应用场景·理解 BGP路由反射器的工作原理

掌握BGP路由反射器的基本配置方法实验内容

本实验网络包含了两个AS，两个Cluster。R1、R2、R3属于Cluster 1，R4、R5、R6属于Cluster 2，R7不属于任何Cluster。在AS 100内部，所有路由器都运行OSPF协议作为IGP，并将各自的Loopback 0接口宣告进OSPF进程中，使得各路由器可以使用Loopback 0接口来建立全互联的IBGP对等体关系。然后，为了减少配置工作量，决定使用路由反射器，要求是:在 Cluster 1中，R1为路由反射器，R2和R3为其客户端;在Cluster 2中，R4为路由反射器，R5、R6为其客户端;R7为非客户端;R1与R8为 EBGP对等体关系。

1、基础配置
R1:
sys
sysname R1
int loop 0
ip add 10.0.1.1 32
int g0/0/1
ip add 10.0.12.1 24
int g0/0/2
ip add 10.0.13.1 24
int g0/0/3
ip add 10.0.18.1 24
int g0/0/0
ip add 10.0.14.1 24
q
bgp 100
router-id 10.0.1.1
peer 10.0.2.2 as-number 100
peer 10.0.2.2 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.2.2 next-hop-local
peer 10.0.3.3 as-number 100
peer 10.0.3.3 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.3.3 next-hop-local
peer 10.0.4.4 as-number 100
peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.4.4 next-hop-local
peer 10.0.5.5 as-number 100
peer 10.0.5.5 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.5.5 next-hop-local
peer 10.0.6.6 as-number 100
peer 10.0.6.6 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.6.6 next-hop-local
peer 10.0.7.7 as-number 100
peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.7.7 next-hop-local
network  10.0.1.1 32
 peer 10.0.18.8 as-number 200
ospf 1 router-id 10.0.1.1
 area 0.0.0.0
  network 10.0.1.1 0.0.0.0
  network 10.0.12.0 0.0.0.255
  network 10.0.13.0 0.0.0.255
  network 10.0.14.0 0.0.0.255

R2:
sys
sysname R2
int loop 0
ip add 10.0.2.2 32
int loop 1
ip add 10.0.22.22 32
int g0/0/1
ip add 10.0.12.2 24
q
bgp 100
router-id 10.0.2.2
peer 10.0.1.1 as-number 100
peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.3.3 as-number 100
peer 10.0.3.3 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.4.4 as-number 100
peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.5.5 as-number 100
peer 10.0.5.5 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.6.6 as-number 100
peer 10.0.6.6 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.7.7 as-number 100
peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack 0
network 10.0.2.2  32
ospf 1 router-id 10.0.2.2
 area 0.0.0.0
  network 10.0.2.2 0.0.0.0
  network 10.0.12.0 0.0.0.255

R3:
sys
sysname R3
int loop 0
ip add 10.0.3.3 32
int g0/0/2
ip add 10.0.13.3 24
q
bgp 100
router-id 10.0.3.3
peer 10.0.1.1 as-number 100
peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.2.2 as-number 100
peer 10.0.2.2 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.4.4 as-number 100
peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.5.5 as-number 100
peer 10.0.5.5 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.6.6 as-number 100
peer 10.0.6.6 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.7.7 as-number 100
peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack 0
network 10.0.3.3 32
ospf 1 router-id 10.0.3.3
 area 0.0.0.0
  network 10.0.3.3 0.0.0.0
  network 10.0.13.0 0.0.0.255

R4:
sys
sysname R4
int loop 0
ip add 10.0.4.4 32
int g0/0/0
ip add 10.0.14.4 24
int g0/0/1
ip add 10.0.47.4 24
int g0/0/2
ip add 10.0.46.4 24
int g0/0/3
ip add 10.0.45.4 24
q
bgp 100
router-id 10.0.4.4
peer 10.0.1.1 as-number 100
peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.2.2 as-number 100
peer 10.0.2.2 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.3.3 as-number 100
peer 10.0.3.3 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.5.5 as-number 100
peer 10.0.5.5 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.6.6 as-number 100
peer 10.0.6.6 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.7.7 as-number 100
peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack 0
network 10.0.4.4  32
ospf 1 router-id 10.0.4.4
 area 0.0.0.0
  network 10.0.4.4 0.0.0.0
  network 10.0.14.0 0.0.0.255
  network 10.0.45.0 0.0.0.255
  network 10.0.46.0 0.0.0.255
  network 10.0.47.0 0.0.0.255

R5:
sys
sysname R5
int loop 0
ip add 10.0.5.5 32
int g0/0/1
ip add 10.0.45.5 24
q
bgp 100
router-id 10.0.5.5
peer 10.0.1.1 as-number 100
peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.2.2 as-number 100
peer 10.0.2.2 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.3.3 as-number 100
peer 10.0.3.3 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.4.4 as-number 100
peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.6.6 as-number 100
peer 10.0.6.6 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.7.7 as-number 100
peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack 0
network 10.0.5.5  32
ospf 1 router-id 10.0.5.5
 area 0.0.0.0
  network 10.0.5.5 0.0.0.0
  network 10.0.45.0 0.0.0.255

R6:
sys
sysname R6
int loop 0
ip add 10.0.6.6 32
int g0/0/2
ip add 10.0.46.6 24
q

bgp 100
router-id 10.0.6.6
peer 10.0.1.1 as-number 100
peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.2.2 as-number 100
peer 10.0.2.2 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.3.3 as-number 100
peer 10.0.3.3 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.5.5 as-number 100
peer 10.0.5.5 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.4.4 as-number 100
peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.7.7 as-number 100
peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack 0
network 10.0.6.6  32
ospf 1 router-id 10.0.6.6
 area 0.0.0.0
  network 10.0.6.6 0.0.0.0
  network 10.0.46.0 0.0.0.255

R7:
sys
sysname R7
int loop 0
ip add 10.0.7.7 32
int g0/0/0
ip add 10.0.47.7 24
q
bgp 100
router-id 10.0.7.7
peer 10.0.1.1 as-number 100
peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.2.2 as-number 100
peer 10.0.2.2 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.3.3 as-number 100
peer 10.0.3.3 connect-interface LoopBack 0
peer  10.0.4.4 as-number 100
peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.5.5 as-number 100
peer 10.0.5.5 connect-interface LoopBack 0
peer 10.0.6.6 as-number 100
peer 10.0.6.6 connect-interface LoopBack 0
network 10.0.7.7 32
ospf 1 router-id 10.0.7.7
 area 0.0.0.0
  network 10.0.7.7 0.0.0.0
  network 10.0.47.0 0.0.0.255

R8:
sys
sysname R8
int loop 0
ip add 10.0.8.8 32
int g0/0/0
ip add 10.0.18.8 24
q
bgp 200
 router-id 10.0.8.8
 peer 10.0.18.1 as-number 100
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  network 10.0.8.8 255.255.255.255
  peer 10.0.18.1 enable

可以看到，AS 100内部的路由器都已经接收到了关于10.0.8.8/32的路由信息。R8只接收到了关于10.0.1.1/32的路由信息，而没有接收到关于AS 100内部其他路由器的Loopback 0 的路由信息，这是因为AS 100内部OSPF路由协议的优先级要高于BGP路由协议的优先级，于是R1就不会将除了本地起源（即下一跳为0.0.0.0）的路由之外的其他路由信息传递给R8。显然，这会导致R8与AS 100内部的路由器的互通问题。为了使R8能够与AS 100内部的所有路由器的Loopback 0接口所在的网络进行通信,可以在R8上配置一条聚合的静态路由，下一跳为10.0.18.1。
[R8]ip route-static 10.0.0.0 20 10.0.18.1

配置完成后，网络通信正常，但是整体配置工作量较大。
对于大型网络来讲，使用路由反射器可以大大减少IBGP对等体关系的数量。路由反射器的使用，会明显减少配置工作量，人为出错的可能性也会大大降低。

下面将进行关于路由反射器的实验，首先清除之前各路由器上的BGP进程。在此需要提醒读者的是，在实际场景中如果这样操作，将会导致网络瘫痪一段时间。
以R1为例，清除原来的BGP进程。

undo bgp 100
R2和R3是路由反射器R1的客户端,它们只需和R1配置成IBGP对等体关系即可，R2和R3之间无需配置为IBGP对等体关系。另外，将R2的Loopback 1 (10.0.22.22/32)接口通告进 BGP进程。

配置R1为R2和R3的路由反射器,配置Cluster-ID为1,配置Rl与R4之间的IBGP对等体关系，配置RI与R8之间的EBGP对等体关系。

r1:

bgp 100
 router-id 10.0.1.1
 peer 10.0.4.4 as-number 100
 peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack0
 peer 10.0.18.8 as-number 200
 group in1 internal
 peer 10.0.2.2 as-number 100
 peer 10.0.2.2 group in1
 peer 10.0.3.3 as-number 100
 peer 10.0.3.3 group in1
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  reflector cluster-id 1
  peer 10.0.4.4 enable
  peer 10.0.4.4 next-hop-local
  peer 10.0.18.8 enable
  peer in1 enable
  peer in1 reflect-client
  peer in1 next-hop-local
  peer 10.0.2.2 enable
  peer 10.0.2.2 group in1
  peer 10.0.3.3 enable
  peer 10.0.3.3 group in1



r2:

bgp 100
 router-id 10.0.2.2
 peer 10.0.1.1 as-number 100
 peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack0
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  network 10.0.0.0
  network 10.0.2.2 255.255.255.255
  network 10.0.22.22 255.255.255.255
  peer 10.0.1.1 enable



r3:

bgp 100
 router-id 10.0.3.3
 peer 10.0.1.1 as-number 100
 peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack0
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  network 10.0.3.3 255.255.255.255
  peer 10.0.1.1 enable

r8:
bgp 200
 router-id 10.0.8.8
 peer 10.0.18.1 as-number 100
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  network 10.0.8.8 255.255.255.255
  peer 10.0.18.1 enable

R5和R6是路由反射器R4的客户端,它们只需和R4配置成IBGP对等体关系即可，R5和R6之间无需配置为IBGP对等体关系。
配置R4为R5 和R6的路由反射器,配置Cluster-ID为2,配置R4与R1之间的IBGP对等体关系，配置R4与R7之间的IBGP对等体关系。

r4:
bgp 100
 router-id 10.0.4.4
 peer 10.0.1.1 as-number 100
 peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack0
 peer 10.0.7.7 as-number 100
 peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack0
 group in2 internal
 peer 10.0.5.5 as-number 100
 peer 10.0.5.5 group in2
 peer 10.0.6.6 as-number 100
 peer 10.0.6.6 group in2
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  reflector cluster-id 2
  peer 10.0.1.1 enable
  peer 10.0.7.7 enable
  peer in2 enable
  peer in2 reflect-client
  peer 10.0.5.5 enable
  peer 10.0.5.5 group in2
  peer 10.0.6.6 enable
  peer 10.0.6.6 group in2


r5：
bgp 100
 router-id 10.0.5.5
 peer 10.0.4.4 as-number 100
 peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack0
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  network 10.0.5.5 255.255.255.255
  peer 10.0.4.4 enable

r6:
bgp 100
 router-id 10.0.6.6
 peer 10.0.4.4 as-number 100
 peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack0
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  network 10.0.6.6 255.255.255.255
  peer 10.0.4.4 enable

r7:
bgp 100
 router-id 10.0.7.7
 peer 10.0.4.4 as-number 100
 peer 10.0.4.4 connect-interface LoopBack0
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  network 10.0.7.7 255.255.255.255
  peer 10.0.4.4 enable

观察发现，R3、R4、R8的BGP路由表中都存在关于10.0.22.22/32的路由信息。由此可见，R1将10.0.22.22/32这条路由传递给了R3和R4，不再受BGP水平分割原则的限制，同时，这条路由也被R1传递给了EBGP对等体R8。实验表明，BGP路由反射器从它的一个客户端接收到路由之后，会将该路由反射给它的其他客户端、非客户端，以及EBGP对等体。

可以看到，R4将10.0.22.22/32这条路由传递给了R5和R6，但是没有传递给R7,说明路由反射器会把从非客户端收到的路由传递给客户端,但不会传递给其他非客户端。由于路由反射器认为非客户端之间应该是存在IBGP对等体关系的，所以路由反射器和非客户端之间依然遵循水平分割原则。

路由反射器R4认为R1与R7之间应该存在IBGP对等体关系，所以没有将从非客户端R1接收到的BGP路由传递给R7。

但实际上，R1与R7之间并没有被配置为IBGP对等体关系，这就导致了R7的 BGP路由表中并没有关于10.0.22.22/32的路由。解决此问题的办法就是将R1和R7配置为IBGP对等体关系。

r1:
bgp 100
 peer 10.0.7.7 as-number 100
 peer 10.0.7.7 connect-interface LoopBack0
  peer 10.0.7.7 next-hop-local
r7:
bgp 100
 peer 10.0.1.1as-number 100
 peer 10.0.1.1 connect-interface LoopBack0
  peer 10.0.1.1 next-hop-local

可以看到，R7上的10.0.22.22/32这条路由信息是从R1 (10.0.1.1）传递过来的，而不是从R4传递过来的，这说明路由反射器和非客户端之间是遵循水平分割原则的。

可以看到，R1 从 EBGP对等体R8接收到关于10.0.8.8/32的路由之后，将这条路由传递给了R2、R3、R4，说明路由反射器会把从EBGP对等体接收到的路由传递给它的客户端和非客户端。
在前面的配置中，R1上使用了命令peer in_1 reflect-client。这条命令的含义是指定BGP对等体组in_1中的路由器（即R2和R3）为R1的客户端，从相反的角度来说，也就是R1被指定成为BGP对等体组in_1中的路由器（即R2和R3）的路由反射器。

在R1、R3、R4上查看10.0.22.22/32这条路由的具体属性。

可以观察到，在R1、R3、R4上关于10.0.22.22/32的路由的属性是有所区别的。在R3和R4上关于此路由多了Originator和 Cluster List这两个属性。Originator 属性的作用是防止路由在反射器和客户端/非客户端之间出现环路。路由第一次被反射的时候，反射器会将Originator 属性加入这条路由中，用 BGP Router-ID表示，用来标识这条路由的起源路由器。如果路由中已经存在Originator属性，则反射器不会创建新的Originator。当其他BGP对等体接收到这条路由时，将对收到的Originator和本地的BGP Router-ID进行比较，如果两者相同，BGP对等体将会忽略掉这条路由，不做处理。Originator属性可以传递给其他的Cluster，路由在AS内传递时该属性不会丢失。

Cluster List属性可用来防止 Cluster间的路由环路。当路由反射器在客户端之间或客户端与非客户端之间反射路由时，会将自己的Cluster-ID添加到Cluster List 中。路由反射器接收到BGP路由后会去检查其中的Cluster List，如果发现自己的Cluster-ID位于Cluster List 中，则表明出现了路由环路，因而会忽略该路由。AS内的每台路由反射器都采用了一个唯一的4个8位组来标识Cluster-ID,如果 Cluster中包含了多台路由反射器，则必须以手工的方式为每台路由反射器配置Cluster-ID。

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