Корпоративные сети →Теория→Основы сетей

Построение маршрута протоколом BGP

Маршрут построен

Март 25, 2020 Мерион Нетворкс

8 минут чтения

В первой части статей о протоколе Border Gateway Protocol (BGP) мы узнали и разобрали протокол BGP, а затем изучили типы сообщений BGP и состояния соседства. Сегодня, в этой статье, вы узнаете об одном из самых сложных аспектов BGP: как он принимает решение о выборе маршрута.

В то время как протоколы маршрутизации, такие как RIP, OSPF и EIGRP, имеют свои собственные метрики, используемые для выбора «лучшего» пути к целевой сети, BGP использует коллекцию атрибутов пути (PAs).

Предыдущие статьи цикла про BGP:

1. Основы протокола BGP

BGP- атрибуты пути (Path Attributes)

Когда ваш спикер BGP получает BGP префикс, к нему будет прикреплено множество атрибутов пути, и мы знаем, что они будут иметь решающее значение, когда речь заходит о том, чтобы BGP выбрал самый лучший путь к месту назначения.

Все атрибуты BGP- маршрута, делятся на четыре основные категории.

• Well-Known Mandatory
• Well-Known Discretionary
• Optional Transitive
• Optional Non-Transitive

Обратите внимание, что две категории начинаются с термина Well-Known. Well-Known означает, что все маршрутизаторы должны распознавать этот атрибут пути. Две другие категории начинаются с термина Optional. Optional означает, что реализация BGP на устройстве вообще не должна распознавать этот атрибут.

Тогда у нас есть термины mandatory и discretionary, связанные с термином Well-Known. Mandatory означает, что обновление должно содержать этот атрибут. Если атрибута нет, тогда появится сообщение об ошибке уведомления, и пиринг будет удален. Discretionary, конечно, будет означать, что атрибута не должно быть в обновлении.

У необязательных категорий атрибутов есть- транзитивные и нетранзитивные. Если он транзитивен, то устройство должно передать этот атрибут пути своему следующему соседу. Если он не является транзитивным, то может просто игнорировать это значение атрибута.

Пример 1 показывает проверку нескольких атрибутов пути для префикса, который был получен маршрутизатором TPA1 от маршрутизатора ATL. Обратите внимание, что мы используем команду show ip bgp для просмотра этой информации, которая хранится в базе данных маршрутизации BGP. В частности, этот вывод показывает атрибуты Next Hop, Metric (MED), LocPrf (Local Preference), Weight, и Path (AS Path).

TPA1#show ip bgp
BGP table version  is 4, local router ID is 10.10.10.1
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
*>	100.100.100.0/24	10.10.10.2	0			200          i

Атрибут Origin

Атрибут ORIGIN в BGP-это попытка записать, откуда пришел префикс. Существует три возможности, когда речь заходит о происхождении этого атрибута: IGP, EGP и Incomplete. Как видно из легенды примера 1, коды, используемые Cisco для этих источников, являются i, e, и ?. Для префикса, показанного в примере 1, можно увидеть, что источником является IGP. Это указывает на то, что префикс вошел в эту топологию благодаря сетевой команде внутри конфигурации этого исходного устройства. Далее в этой статье мы рассмотрим сетевую команду во всей ее красе. Термин IGP здесь предполагает, что префикс произошел от записи протокола внутреннего шлюза (Gateway Protocol). Допустим, у нас есть префикс в нашей таблице маршрутизации OSPF, а затем мы используем сетевую команду внутри BGP, чтобы поместить его в экосистему BGP. Конечно, IGP - не единственный источник префиксов, которые могут нести этот атрибут. Например, вы можете создать локальный интерфейс обратной связи на устройстве, а затем использовать сетевую команду для объявления этого локального префикса в BGP.

EGP ссылается на ныне устаревший протокол внешнего шлюза (Exterior Gateway Protocol), предшественник BGP. В результате вы не увидите этот исходный код.

Incomplete означает, что BGP не уверен в том, как именно префикс был введен в топологию. Наиболее распространенным сценарием здесь является то, что префикс был перераспределен в Border Gateway Protocol из какого-то другого протокола, обычно IGP.

Возникает вопрос, почему исходный код имеет такое значение. Ответ заключается в том, что это ключевой фактор, когда BGP использует свой алгоритм для выбора наилучшего пути к месту назначения в сети. Он может разорвать «связи» между несколькими альтернативными путями в сети. Мы также уделяем этому атрибуту большое внимание, потому что это действительно один из хорошо известных, обязательных атрибутов, которые должны существовать в наших обновлениях.

Атрибут AS Path

Рассматривая нашу топологию, показанную на рисунке 1, рассмотрим префикс, возникший в TPA. Обновление отправляется в TPA1, и TPA не добавляет свой собственный AS 100 в AS Path, так как сосед, которому он отправляет обновление, находится в своем собственном AS в соответствии с пирингом iBGP.

Когда TPA1 отправляет обновления на ATL, он добавляет номер 100 в обновления. Следуя этой логике, ATL отправит обновления на ATL2 и не будет добавлять свой собственный номер в качестве AS. Это будет работать до тех пор, пока ATL2 не отправит обновления на какой-то другой AS, предшествующий AS 200. Это означает, что, когда мы рассматриваем образец AS path, как показано в примере 2, крайним правым в пути является AS, который первым создал префикс (100), а крайним левым- AS, который доставил префикс на локальное устройство (342).

Пример 2: Пример BGP AS Path

Атрибут Next Hop

На самом деле нет ничего удивительного в том, что префикс BGP имеет атрибут под названием Next Hop. В конце концов, маршрутизатор должен знать, куда отправлять трафик для этого префикса. Next Hop атрибут удовлетворяет эту потребность. Интересным моментом здесь, однако, является тот факт, что Next Hop в BGP работает не так же, как это происходит в большинстве IGP. Также следует отметить, что правила меняются, когда вы рассматриваете iBGP в сравнении с eBGP.

При рассмотрении протокола внутреннего шлюза, когда устройство отправляет обновление своему соседу, значением Next Hop по умолчанию является IP-адрес интерфейса, с которого отправляется обновление. Этот параметр продолжает сбрасываться каждым маршрутизатором по мере прохождения обновления через топологию. Next Hop принимает простую парадигму «hop-by-hop».

С помощью BGP, когда у нас есть пиринг eBGP и отправляется префикс, Next Hop действительно будет (по умолчанию) IP-адресом спикера eBGP, отправляющего обновление. Однако IP-адрес этого спикера eBGP будет сохранен в качестве Next Hop, поскольку префикс передается от спикера iBGP к спикеру iBGP. Очень часто мы видим атрибут Next Hop, являющийся IP-адресом, который не является устройством, передавшим нам обновление. Это действительно адрес, который представляет собой соседний AS, который предоставил нам префикс. Таким образом, правильно думать о BGP как о протоколе «AS-to-AS» вместо протокола «hop-to-hop».

Это может вызвать определенные проблемы. Основной вывод состоит в том, что вы должны гарантировать, что все ваши спикеры BGP могут достичь значения Next Hop указанного в атрибуте, чтобы путь считался допустимым. Иначе говоря, спикеры BGP будут считать префикс недопустимым, если они не смогут достичь значения Next Hop.

К счастью, эту проблему можно обойти. Вы можете взять устройство iBGP и проинструктировать его, установив себя в качестве значения Next Hop всякий раз, когда вам это нужно. Это делается с помощью манипуляции пирингом командой neighbor, как показано в примере 3.

ATL (config)# router bgp 200
ATL (config-router)# neighbor 10.10.10.1 next-hop-self

Атрибут BGP Weight (веса)

Weight (вес) - это очень интересный атрибут BGP, так как он специфичен для Cisco. Хорошая новость заключается в том, что, поскольку Cisco является гигантом в отрасли сетей, то многие другие производители будут поддерживать использование Weight в качестве атрибута.

Weight также является одним из самых уникальных атрибутов, поскольку это значение не передается другим маршрутизаторам. Weight - это значение, которое присваивается нашим префиксам как локально значимое значение. Weight - это простое число в диапазоне от 0 до 65535, и чем выше значение веса, тем выше предпочтение этого пути. Когда префикс генерируется локально, он будет иметь вес 32768. В противном случае вес префикса по умолчанию равен 0.

Как можно использовать вес? Поначалу это покажется странным, так как он не передается другим спикерам BGP. Однако все просто. Допустим, ваш маршрутизатор получает один и тот же префикс от двух разных автономных систем, с которыми он работает. Если администратор хочет предпочесть один из путей по какой-либо причине, он может манипулировать локальным значением веса на предпочтительном пути и мгновенно влиять на процесс принятия решения о наилучшем пути BGP.

BGP Best Path (выбор лучшего пути)

Как было сказано ранее, мы знаем, что у IGP есть метрическое значение, которое является ключевым для определения наилучшего пути к месту назначения. В случае с OSPF эта метрика основана на стоимости, которая основана на пропускной способности. У BGP существует множество атрибутов пути, которые может иметь префикс. Все они поддаются алгоритму выбора наилучшего пути BGP. На рисунке 2 показаны шаги (начиная сверху), которые используются в выборе наилучших путей Cisco BGP.

Изучая эти критерии выбора пути, вы можете сразу же задаться вопросом, почему он должен быть таким сложным. Помните, когда мы имеем дело с чем-то вроде интернета, мы хотим, чтобы было как можно больше регулировок для политики BGP. Мы хотим иметь возможность контролировать, насколько это возможно, как префиксы используются совместно и предпочтительно в такой большой и сложной сети.