BGP

Состояния соседства

http://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/442/780/549/442780549c2f45cdda10773121b2800d.png

Сообщения

• Open - отправляется только на стадии установления соседства. Содержит параметры BGP соседа.
• Update - передает routing info между соседями. Атрибуты и список префиксов, подходящий под данные атрибуты.
• Keepalive - для удостоверения, что с соседством все ок.
• Notification - в случае если не прошел keepalive или update.
• Refresh - soft clearing BGP сессии.

Атрибуты пути (path attributes)

Атрибуты пути разделены на 4 категории:

1. Well-known mandatory — все маршрутизаторы, работающие по протоколу BGP, должны распознавать эти атрибуты. Должны присутствовать во всех обновлениях (update).
2. Well-known discretionary — все маршрутизаторы, работающие по протоколу BGP, должны распознавать эти атрибуты. Могут присутствовать в обновлениях (update), но их присутствие не обязательно.
3. Optional transitive — могут не распознаваться всеми реализациями BGP. Если маршрутизатор не распознал атрибут, он помечает обновление как частичное (partial) и отправляет его дальше соседям, сохраняя не распознанный атрибут.
4. Optional non-transitive — могут не распознаваться всеми реализациями BGP. Если маршрутизатор не распознал атрибут, то атрибут игнорируется и при передаче соседям отбрасывается.

Примеры атрибутов BGP:

• Well-known mandatory:
  • Autonomous system path
  • Next-hop
  • Origin
• Well-known discretionary:
  • Local preference
  • Atomic aggregate
• Optional transitive:
  • Aggregator
  • Communities
• Optional non-transitive:
  • Multi-exit discriminator (MED)

Autonomous system path

400px

Атрибут Autonomous system path (AS Path):

• Описывает через какие автономные системы надо пройти, чтобы дойти до сети назначения.
• Номер AS добавляется при передаче обновления из одной AS eBGP-соседу в другой AS.

Используется для:

• обнаружения петель
• применения политик

Каждый сегмент атрибута AS path представлен в виде поля TLV (path segment type, path segment length, path segment value):

• path segment type — поле размером 1 байт для которого определены такие значения:
  • 1 — AS_SET: неупорядоченное множество автономных систем, через которые прошел маршрут в сообщении Update,
  • 2 — AS_SEQUENCE: упорядоченное множество автономных систем, через которые прошел маршрут в сообщении Update
• path segment length — поле размером 1 байт. Указывает сколько автономных систем указано в поле path segment value
• path segment value — номера автономных систем, каждая представлена полем размером 2 байта.

Next-hop

400px

Атрибут Next-hop

• IP-адрес следующей AS для достижения сети назначения.
• Это IP-адрес eBGP-маршрутизатора, через который идет путь к сети назначения.
• Атрибут меняется при передаче префикса в другую AS
• Атрибут не меняется при передаче префикса в ту же AS

Third party next hop: 300px

Origin

Атрибут Origin — указывает на то, каким образом был получен маршрут в обновлении.

Возможные значения атрибута:

• 0 — IGP: NLRI получена внутри исходной автономной системы;
• 1 — EGP: NLRI выучена по протоколу Exterior Gateway Protocol (EGP). Предшественник BGP, не используется
• 2 — Incomplete: NLRI была выучена каким-то другим образом

Local preference

Атрибут Local preference:

• Указывает маршрутизаторам внутри автономной системы как выйти за её пределы.
• Этот атрибут передается только в пределах одной автономной системы.
• На маршрутизаторах Cisco и Juniper по умолчанию значение атрибута — 100.
• Выбирается та точка выхода у которой значение атрибута больше.
• Если eBGP-сосед получает обновление с выставленным значением local preference, он игнорирует этот атрибут.
• В Junos lpf можно задать через policy и в protocol bgp. Если задан обоими способами, то будет назначен lpf из policy.

Communities

Атрибут community:

• Тегирование маршрутов
• Существуют предопределенные значения
• По умолчанию не пересылаются соседям
• Один из вариантов применения: передается соседней AS для управления входящим трафиком

Значения от 0x00000000 до 0x0000FFFF и от 0xFFFF0000 до 0xFFFFFFFF зарезервированы.

Как правило community отображаются в формате ASN:VALUE. В таком формате, доступны для использования community от 1:0 до 65534:65535. В первой части указывается номер автономной системы, а во второй значение community, которое определяет политику маршрутизации трафика.

Некоторые значения communities предопределены. RFC1997 определяет три значения таких community. Эти значения должны одинаково распознаваться и обрабатываться всеми реализациями BGP, которые распознают атрибут community.

Если маршрутизатор получает маршрут, в котором указано предопределенное значение communities, то он выполняет специфическое, предопределенное действие основанное на значении атрибута.

Предопределенные значения communities (Well-known Communities):

no-export (0xFFFFFF01)

Все маршруты которые передаются с таким значением атрибута community не должны анонсироваться за пределы конфедерации (автономная система, которая не является частью конфедерации считается конфедерацией). То есть, маршруты не анонсируются EBGP-соседям, но анонсируются внешним соседям в конфедерации,

Пример использования

AS1 подключена к AS2 двумя линками (multinoming). AS1 анонсирует 172.17.0/16 в AS2. Для оптимальной маршрутизации, AS1 хочет посылать некоторые более специфичные маршруты через один из этих линков, при этом остальному интернету вовсе не обязательно получать эти специфики. Для этой цели AS1 использует community no-export, и посылает 172.17.0/17 в один из стыков с AS2, и 172.17.128/17 во второй стык. AS2 видит эти маршруты и выбирает их как более специфичные. Кроме того, эти маршруты видят все iBGP-соседи в пределах AS2. Тем не менее, за пределы AS2 в Интернет анонсируется только 172.17.0/16.

no-advertise (0xFFFFFF02)

Все маршруты которые передаются с таким значением атрибута community не должны анонсироваться другим BGP-соседям.

no-export-subconfed (0xFFFFFF03)

Все маршруты которые передаются с таким значением атрибута community не должны анонсироваться внешним BGP-соседям (ни внешним в конфедерации, ни настоящим внешним соседям). В Cisco это значение встречается и под названием local-as.

Маршрутизаторы, которые не поддерживают атрибут community, будут передавать его далее, так как это transitive атрибут.

Multi exit discriminator (MED)

Атрибут MED:

• Используется для информирования eBGP-соседей о том, какой путь в автономную систему более предпочтительный.
• Атрибут передается между автономными системами.
• Маршрутизаторы внутри соседней автономной системы используют этот атрибут, но, как только обновление выходит за пределы AS, атрибут MED отбрасывается.
• Чем меньше значение атрибута, тем более предпочтительна точка входа в автономную систему.

Weight (проприетарный атрибут Cisco)

Атрибут Weight:

• Позволяет назначить "вес" различным путям локально на маршрутизаторе.
• Используется в тех случаях, когда у одного маршрутизатора есть несколько выходов из автономной системы (сам маршрутизатор является точкой выхода).
• Имеет значение только локально, в пределах маршрутизатора.
• Не передается в обновлениях.
• Чем больше значение атрибута, тем более предпочтителен путь выхода.

Касательно всех атрибутов

Атрибуты, при выборе best, считаются лучшими с наименьшими значением. Это правило касается всех атрибутов, кроме Local Preference

Механизмы управления входящим трафиком:

• AS path prepend
• Community (если поддерживает провайдер)
• MED (подключение к одной и той же AS)
• Анонс разных префиксов через разных ISP

Механизмы управления исходящим трафиком:

• Проприетарный атрибут Cisco weight (локально на маршрутизаторе)
• Атрибут Local Preference (локально в AS)
• Балансировка трафика

Выбор лучшего пути (BGP Active Route Selection)

• Juniper

1. Prefer highest local preference value
2. Prefer shortest AS-path length
3. Prefer lowest Origin value
4. Prefer lowest MED value
5. Prefer routes learned from an EBGP peer over an IBGP peer
6. If the remaining routes were learned through IBGP, use the path with the lowest IGP cost to the IBGP peer.
7. For EBGP received routes, prefer the current active route; otherwise, prefer routes from the peer with the lowest RID
8. Prefer paths with the shortest cluster length
9. Prefer routes from the peer with the lowest peer ID

Multipath

Link Bandwidth Extended Community

При включенном multipath можно задать желаемую балансировку между линками через extended community. Это механизм описан в draft-ietf-idr-link-bandwidth-06, и не является стандартизированным, следовательно, возможно, он не будет работать с некоторыми вендорами. В JunOS поддерживается.

Пример использования:

R1 и R2 соединены напрямую через ва сабинтерфейса, на каждом из которых висит своя /30 сеть

|     | ge-0/0/0.10 ----- ge-0/0/0.10 R2 |    |
|  R1 |                                  | R2 |
|     | ge-0/0/0.20 ----- ge-0/0/0.20 R2 |    |

Конфиг R1:

R1> show configuration protocols bgp 
group ebgp {
    multipath;
    neighbor 10.1.0.2 {
        description R2;
        export from-direct;
        peer-as 2222;
    }
    neighbor 10.2.0.2 {
        description R2;
        export from-direct;
        peer-as 2222;
    }
}

Конфиг R2:

R2> show configuration interfaces lo0   
unit 0 {
    family inet {
        address 2.2.2.2/32;
    }
    family mpls;
}

> show configuration policy-options 
policy-statement bw20 {
    then {
        community add bw20;
    }
}
policy-statement bw80 {
    then {
        community add bw80;
    }
}
policy-statement from-direct {
    term redistribute-direct {
        from protocol direct;
        then accept;
    }
    term default {
        then reject;
    }
}
community bw20 members bandwidth:2222:2500000; // 2500000 байт в секунду — это 20% от 100Мегабит
community bw80 members bandwidth:2222:10000000; // 10000000 байт в секунду — это 80% от 100Мегабит

R2> show configuration protocols bgp 
group ebgp {
    neighbor 10.1.0.1 {
        description R1;
        export [ bw20 from-direct ]; // На одно из  соседств навешивается community, отображающее, что линк загружен на 20%
        peer-as 1111;
    }
    neighbor 10.2.0.1 {
        description R1;
        export [ bw80 from-direct ];// На второе соседство навешивается community, отображающее, что линк загружен на 80%
        peer-as 1111;
    }
}

Что получилось:

R1> show route 2.2.2.2 extensive        

inet.0: 11 destinations, 19 routes (11 active, 0 holddown, 0 hidden)
2.2.2.2/32 (2 entries, 1 announced)
TSI:
KRT in-kernel 2.2.2.2/32 -> {10.2.0.2, 10.1.0.2}
       *BGP    Preference: 170/-101
               Next hop type: Router, Next hop index: 262145
               Address: 0x9404010
               Next-hop reference count: 8
               Source: 10.1.0.2
               Next hop: 10.2.0.2 via ge-0/0/0.20 balance 80%
               Next hop: 10.1.0.2 via ge-0/0/0.10 balance 20%, selected
               State: <Active Ext>
               Local AS:  1111 Peer AS:  2222
               Age: 1:20:49 
               Task: BGP_2222.10.1.0.2+179
               Announcement bits (1): 0-KRT 
               AS path: 2222 I
               Communities: bandwidth:2222:2500000
               Accepted Multipath
               Localpref: 100
               Router ID: 2.2.2.2

Modifying AS Path

Option 2: local-as

[edit routing-options]
R1# show 
autonomous-system 1111;

[edit protocols bgp group ebgp]
R1# show 
neighbor 10.1.0.2 {
    peer-as 2222;
    local-as 3333;
}

При такой конфигурации R1, EBGP-сосед, который ожидает, что у R1 будет AS3333 сможет установить соседство с R1, хотя, по факту R1 принадлежит AS1111. Результат:

R1> show bgp neighbor 
Peer: 10.1.0.2+179 AS 2222     Local: 10.1.0.1+62745 AS 3333 
  Type: External    State: Established    Flags: <Sync>
  Last State: OpenConfirm   Last Event: RecvKeepAlive
  ...
  Holdtime: 90 Preference: 170 Localpref: 110 Local AS: 3333 Local System AS: 1111
  Number of flaps: 0
  Peer ID: 2.2.2.2         Local ID: 1.1.1.1           Active Holdtime: 90
  ...

Зачем это нужно

Предположим, оператор с AS1111 купил сеть оператора с AS3333. У AS3333 были свои клиенты, подключенные по BGP, которые не готовы или не хотят изменять конфигурацию на своих роутерах. В таком случае можно временно применить опцию local-as, чтобы выступить для них от лица предыдущей AS (в примере - 3333), но внутри сети перевести инфораструктуру на AS1111.

Если добавить ключевое слово private:

[edit protocols bgp group ebgp]
R1# show 
neighbor 10.1.0.2 {
    peer-as 2222;
    local-as 3333 private;
}

То R1 вообще не будет добавлять AS3333 при анонсе маршрутов, получаемых от 10.1.0.2 своим соседям.