一、BGP 基础概念解析
- 产生背景
BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）作为自治系统（AS）之间的动态路由协议，属于外部网关协议（EGP）的范畴。它的主要功能是在不同的自治系统之间传递路由信息，从而实现跨 AS 的网络通信。
- 自治系统（AS）
- 定义：自治系统是由一组被统一管理的路由器构成的集合，这些路由器运行相同的内部网关协议（IGP），并且通常采用相同的路由策略。
- AS 编号：
- 2 字节编号：范围在 0-65535 之间，其中 0 和 65535 为保留编号。公有 AS 编号为 1-64511，私有 AS 编号为 64512-65535。
- 4 字节编号：公有 AS 编号范围是 65536--4199999999，私有 AS 编号范围是 4200000000--4294967294。
二、路由协议分类情况
- IGP（内部网关协议）：主要用于自治系统内部的路由管理，常见的有 RIP、OSPF、IS-IS 等协议。
- EGP（外部网关协议）：用于不同自治系统之间的路由交互，目前在实际应用中，BGP 是唯一被广泛使用的 EGP 协议。
三、BGP 协议特性说明
- 路由传递范围：BGP 仅负责在自治系统之间传递路由信息，而自治系统内部的路由扩散则依赖于 IGP 协议。
- 路径矢量协议：在 BGP 中，一跳代表一个自治系统。当路由传入某个 AS 时，下一跳会变为上个 AS 的出接口 IP；而在 AS 内部传递时，下一跳保持不变。
- AS 防环机制：借助 AS_PATH 属性来防止环路。路由每经过一个 AS，该 AS 的编号会按 "右到左" 的顺序加入 AS_PATH。如果收到的路由的 AS_PATH 中包含本地 AS 编号，路由器则不会学习该路由。
- 传输层依赖：BGP 基于 TCP 协议运行，使用的端口号为 179，并且需要手动配置邻居关系。
- 更新方式：在首次收敛时，BGP 会发送完整的路由表；后续的更新则仅进行增量更新，即只发送变化的路由信息。
- 路由控制：BGP 支持通过多种属性来控制路由选择，同时也支持路由聚合、过滤和策略配置等功能。
四、BGP 基本术语解释
- BGP Speaker：指运行 BGP 协议的路由器。
- BGP Peer（对等体）：通过 TCP 连接交换路由信息的 BGP Speaker，可分为以下两种：
- EBGP 对等体：处于不同 AS 的邻居，通常物理上直接连接。从 EBGP 学到的路由会通告给所有对等体，包括 EBGP 和 IBGP 对等体。
- IBGP 对等体：位于同一 AS 内的邻居，可以非直接连接。但受 "水平分割" 限制，即从 IBGP 学到的路由不会传递给其他 IBGP 对等体。
五、路由黑洞及解决方法
- 产生原因：当 IBGP 邻居之间存在未运行 BGP 的路由器时，这些路由器无法获取 BGP 路由，从而导致数据包被丢弃，形成路由黑洞。
- 解决方法：
- 将 BGP 路由引入 IGP。
- 在黑洞路由器上配置静态路由。
- 实现 IBGP 全连接，即所有 IBGP 路由器之间互相建立邻居关系，这种方法适用于小规模网络。
- 使用路由反射器（RR），它可以无视 IBGP 水平分割，减少邻居数量。
- 采用 BGP 联盟，将一个 AS 划分为多个子 AS，子 AS 之间通过 EBGP 连接，以减少 IBGP 邻居数量。
六、BGP 环路问题（水平分割）
- EBGP 水平分割：通过 AS_PATH 属性来实现，若收到的路由包含本地 AS 编号，则拒绝学习该路由。
- IBGP 水平分割：从 IBGP 对等体学到的路由，不会向其他 IBGP 对等体通告，以此避免环路。
七、BGP 消息种类介绍
|-----------------|-------------------------------------------------------------|
| 消息类型 | 作用 |
| Open | 用于建立对等体连接，携带 router-id、Hold Time（默认 180s）等参数。 |
| Keepalive | 周期性发送（默认每 60s 发送一次），用于维持连接的有效性。 |
| Update | 携带路由更新信息，包括新增和删除的路由，包含 Withdrawn Routes（撤销路由）和 NLRI（新增路由）。 |
| Notification | 当检测到错误时发送，随后会关闭连接。 |
| Router-refresh | 在更改路由策略后，请求对等体重发指定地址族的完整路由表。 |
八、BGP 状态机流程
- Idle：初始化状态，准备建立 TCP 连接，在此状态停留 30 秒。
- Connect：TCP 连接建立过程中，若失败则进入 Active 状态。
- Active：主动尝试建立 TCP 连接，若失败则会重试。
- OpenSent：TCP 连接建立后，发送 Open 报文，等待对方响应。
- OpenConfirm：收到对方的 Open 报文后，发送 Keepalive 报文，等待对方的 Keepalive 报文。
- Established：收到对方的 Keepalive 报文，邻居关系建立，开始交换路由信息。
九、BGP 邻居建立条件
- IBGP 邻居
- 物理口建邻：建议使用直连接口的地址。
- 环回口建邻：需要保证 TCP 可达（即路由可达），同时要修改更新源为环回口（使用命令 peer connect-interface LoopBack 0），默认的 TTL 为 255。
- EBGP 邻居
- 物理口建邻：建议使用直连接口的地址。
- 环回口建邻：需要保证 TCP 可达，并且要修改最大跳数（使用命令 ebgp-max-hop），默认的 TTL 为 1（需改为更大的值，如 2）。
注意事项
若路由器同时存在 EBGP 和 IBGP 邻居，需要修改 IBGP 邻居的下一跳为本机（使用命令 next-hop-local），否则可能导致路由不可达。
十、BGP 基本配置步骤
- 启动 BGP 并创建连接
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huawei bgp <as-number> # 启动BGP，指定AS编号
huawei-bgp router-id <router-id> # 配置Router-id（可选，建议配置）
huawei-bgp peer <ip-address> as-number <as-number> # 指定对等体及AS
huawei-bgp address-family ipv4 unicast # 进入IPv4地址族（华三设备）
huawei-bgp-ipv4 peer <ip-address> enable # 使能对等体路由交换
- 优化配置
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huawei-bgp peer <ip-address> connect-interface <interface> # 指定TCP连接源接口
huawei-bgp peer <ip-address> ebgp-max-hop <hop-count> # 修改EBGP最大跳数
- 发布路由
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宣告本地路由
router-bgp network <ip-address> mask \
引入其他协议路由
router-bgp import-route <protocol> process-id route-policy \
- 查看命令
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display bgp peer # 查看BGP邻居状态
display bgp routing-table # 查看BGP路由表
十一、BGP 选路原则（13 条）
- 丢弃下一跳不可达的路由。
- 优选 Preferred-value（首选项）最大的路由（默认 0，华为 / H3C 私有属性）。
- 优选 Local_Pref（本地优先级）最高的路由（默认 100，仅 IBGP 传递）。
- 依次选择 network 生成、import-route 引入、聚合的路由。
- 优选 AS_PATH 最短的路由。
- 依次选择 ORIGIN 为 IGP（i）、EGP（e）、Incomplete（?）的路由。
- 优选 MED（多出口鉴别器）最小的路由（默认 0，相邻 AS 间传递）。
- 依次选择从 EBGP、联盟 EBGP、联盟 IBGP、IBGP 学到的路由。
- 优选下一跳 IGP 度量值最低的路由。
- 优选 CLUSTER_LIST 最短的路由。
- 优选 ORIGINATOR_ID 最小的路由。
- 优选 Router ID 最小的路由器发布的路由。
- 优选 IP 地址最小的对等体发布的路由。
十二、BGP 属性分类
- 公认必遵属性（所有路由必须携带）
- AS_PATH：记录路由经过的 AS 编号，用于防环和选路（短路径优先）。
- Next-hop：路由的下一跳 IP，EBGP 邻居间传递时更新，IBGP 邻居间传递时不变（需手动修改为本地）。
- ORIGIN：路由来源，优先级：IGP（i）> EGP（e）> Incomplete（?）。
- 公认可选属性（所有路由器识别，非必须携带）
- Local_Pref：本地优先级，仅 IBGP 传递，值越大越优先（默认 100）。
- Atomic-aggregate：自动聚合标记。
- 可选传递属性（可不识别，但会传递）
- Community（团体属性）：标记路由，用于批量控制，如 no-export（不传出 AS）、no-advertise（不向任何对等体通告）。
- 可选非传递属性（可不识别，不传递）
- MED：多出口鉴别器，用于相邻 AS 间选路，值越小越优先。
- Cluster_list：路由反射器集群列表，用于防环。
- Originator_ID：路由反射器中路由的始发者 ID，用于防环。
十三、大规模 BGP 网络优化手段
- 对等体组（Peer Group）
- 定义：将具有相同属性的对等体分组，以简化配置操作。
- 配置示例：
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R2-bgp group <group-name> internal # 创建IBGP对等体组
R2-bgp peer <ip1> group <group-name> # 加入对等体
R2-bgp peer <group-name> connect-interface LoopBack 0 # 统一配置更新源
- 路由聚合
- 自动聚合：仅对引入的 IGP 路由聚合到主类，这种方式可能产生黑洞，命令为 summary automatic。
- 手动聚合：可以精确汇总，并且能够抑制明细路由，命令为：
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router-bgp aggregate <network> <mask> detail-suppressed # 抑制明细路由
- 路由反射器（RR）
- 作用：替代 IBGP 全连接，减少邻居数量，允许将从 IBGP 学到的路由反射给其他 IBGP 邻居。
- 角色：包括 RR（反射器）、Client（客户机）、非客户机。
- 反射规则：
- 从非客户机学到的路由，仅反射给客户机。
- 从客户机学到的路由，反射给所有客户机和非客户机（除始发者）。
- 从 EBGP 学到的路由，反射给所有客户机和非客户机。
- 防环机制：通过 Cluster_list（记录经过的 RR 集群 ID）和 Originator_ID（路由始发者 ID）来防止环路。
- 配置示例：
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R2-bgp peer <client-ip> reflect-client # 配置客户机
R2-bgp reflector cluster-id <id> # 配置集群ID（可选）
- BGP 联盟（Confederation）
- 作用：将一个 AS 划分为多个子 AS（使用私有 AS 编号），子 AS 之间通过 EBGP 连接，以减少 IBGP 邻居数量。
- 配置示例：
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R2 bgp <子AS编号>
R2-bgp confederation id <主AS编号> # 声明主AS
R2-bgp confederation peer-as <其他子AS编号> # 声明联盟内其他子AS
- 团体属性（Community）
- 作用：对路由进行标记，以便批量控制路由的发布范围。
- 公认团体属性：
- Internet：默认属性，路由可通告给所有对等体。
- no-advertise：路由不向任何对等体通告。
- no-export：路由不传出 AS（但可在联盟内子 AS 间传递）。
- 配置示例：
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R1 route-policy <name> permit node 10
R1-route-policy apply community no-export # 标记为no-export
R1-bgp peer <ip> route-policy <name> export # 应用策略
R1-bgp peer <ip> advertise-community # 允许传递团体属性
- 路由衰减（Route Dampening）
- 作用：解决路由振荡（频繁上下线）问题，通过惩罚值来抑制不稳定的路由。
- 参数：抑制阈值（默认 2000）、重用阈值（默认 750）、半衰期（默认 15 分钟）。
- 配置示例：
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router-bgp dampening # 启用默认参数
十四、BGP 实验实例
- 基本配置实验
- 目标：配置 EBGP 和 IBGP 邻居，宣告业务网段，解决路由黑洞问题。
- 关键步骤：
- 配置 IP 地址和 OSPF（实现 AS 内部互通）。
- 建立 EBGP（直连）和 IBGP（环回口）邻居关系。
- 宣告业务网段，通过 import-route bgp 将 BGP 路由引入 IGP，以解决路由黑洞问题。
- 路由控制实验
- 目标：通过修改属性来控制选路（如 MED、Preferred-value、AS_PATH、Local-pref）。
- 示例：修改 MED 使路由优选某路径：
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R2 acl 2000 # 抓取目标网段
R2-route-policy apply cost 100 # 提高MED值
R2-bgp peer <ip> route-policy <name> export # 应用策略
- 路由反射器实验
- 目标：配置 RR 以减少 IBGP 邻居，实现路由反射功能。
- 关键步骤：
- 配置 OSPF 确保 TCP 可达。
- 建立 IBGP 对等体组，配置 RR 及客户机。
- 聚合业务网段，抑制明细路由。
