网络学习笔记（7）- BGP路径属性与路由反射器

BGP路径属性

路径属性分类

公认属性是所有BGP路由器都必须能够识别的属性
公认属性可以分为两类：

• 公认必遵（Well-known Mandatory）：必须包括在每个Update消息里。
• 公认任意（Well-known Discretionary）：可能包括在某些Update消息里。

可选属性不需要都被BGP路由器所识别
可选属性可以分为两类：

• 可选过渡（Optional Transitive）：BGP设备不识别此类属性依然会接受该类属性并通告给其他对等体。
• 可选非过渡（Optional Non-transitive）：BGP设备不识别此类属性会忽略该属性，且不会通告给其他对等体。

公认必遵

AS_Path

该属性为公认必遵属性，是前往目标网络的路由经过的AS号列表；
作用：确保路由在EBGP对等体之间传递无环；另外也作为路由优选的衡量标准之一；
路由在被通告给EBGP对等体时，路由器会在该路由的AS_Path中追加上本地的AS号；路由被通告给IBGP对等体时，AS_Path不会发生改变。

AS_Path防止环路

R1从R4收到的BGP路由更新中AS_Path属性数值为：400 300 200 100，存在自身AS号，不接收该路由，从而防止了路由环路的产生。

AS_Path影响路由优选

AS_Path的重要作用之一便是影响BGP路由的优选，在上图中，R5同时从R2及R4学习到去往10.0.1.0/24网段的BGP路由，在其他条件相同的情况下，R5会优选R2通告的路由，因为该条路由的AS_Path属性值较短，也即AS号的个数更少。

AS_Path类型

AS_SEQENCE

表示AS_Path内的AS号是一个有序的列表，默认情况下AS_Path为该类型。

AS_SET

在R3上对10.0.0.0/16执行聚合并添加 AS_SET关键字，此时AS_PATH属性值如下：
AS_PATH=300 {100，200} :（包含AS_SEQENCE及AS_SET两种类型）

修改AS_Path

使用Route-Policy修改BGP路由的AS_Path属性时，可以使用以下三种方式：

Origin

该属性为公认必遵属性，它标识了BGP路由的起源。如上表所示，根据路由被引入BGP的方式不同，存在三种类型的Origin。

当去往同一个目的地存在多条不同Origin属性的路由时，在其他条件都相同的情况下，BGP将按如Origin的下顺序优选路由：IGP > EGP > Incomplete。

Next_Hop

• 该属性是一个公认必遵属性，用于指定到达目标网络的下一跳地址。
• 当路由器学习到BGP路由后，需对BGP路由的Next_Hop属性值进行检查，该属性值（IP地址）必须在本地路由可达，如果不可达，则这条BGP路由不可用。
• 在不同的场景中，设备对BGP路由的缺省Next_Hop属性值的设置规则如下：
  • BGP路由器在向EBGP对等体发布某条路由时，会把该路由信息的下一跳属性设置为本地与对端建立BGP邻居关系的接口地址。
  • BGP路由器将本地始发路由发布给IBGP对等体时，会把该路由信息的下一跳属性设置为本地与对端建立BGP邻居关系的接口地址。
  • 路由器在收到EBGP对等体所通告的BGP路由后，在将路由传递给自己的IBGP对等体时，会保持路由的Next_Hop属性值不变。
  • 如果路由器收到某条BGP路由，该路由的Next_Hop属性值与EBGP对等体（更新对象）同属一个网段，那么该条路由的Next_Hop地址将保持不变并传递给它的BGP对等体。

路由器将BGP路由通告给自己的EBGP对等体时，将该路由的Next_Hop设置为自己的TCP连接源地址。

路由器在收到EBGP对等体所通告的BGP路由后，在将路由传递给自己的IBGP对等体时，会保持路由的Next_Hop属性值不变。

如果路由器收到某条BGP路由，该路由的Next_Hop属性值与EBGP对等体（更新对象）同属一个网段，那么该条路由的Next_Hop地址将保持不变并传递给它的BGP对等体。

使用peer next-hop-local命令可以在设置向IBGP对等体（组）通告路由时，把下一跳属性设为自身的TCP连接源地址。

公认任意

Local_Preference

• Local_Preference即本地优先级属性，是公认任意属性，可以用于告诉AS中的路由器，哪条路径是离开本AS的首选路径。
• Local_Preference属性值越大则BGP路由越优。缺省的Local_Preference值为100。
• 该属性只能被传递给IBGP对等体，而不能传递给EBGP对等体。

在R1及R3上分别对R2部署路由策略，使得R1发送给R2的10.0.45.0/24路由的Local_Preference为200，而R3则保持缺省，那么对于R2而言，会优选R1传递过来的10.0.45.0/24路由。

• Local_Preference属性只能在IBGP对等体间传递（除非做了策略否则Local_Preference值在IBGP对等体间传递过程中不会丢失），而不能在EBGP对等体间传递，如果在EBGP对等体间收到的路由的路径属性中携带了Local_Preference，则会进行错误处理。
• 但是可以在AS边界路由器上使用Import方向的策略来修改Local_Preference属性值。也就是在收到路由之后，在本地为路由赋予Local_Preference。
• 使用bgp default local-preference命令修改缺省Local_Preference值，该值缺省为100。
• 路由器在向其EBGP对等体发送路由更新时，不能携带Local_Preference属性，但是对方接收路由之后，会在本地为这条路由赋一个缺省Local_Preference值（100），然后再将路由传递给自己的IBGP对等体。
• 本地使用network命令及import-route命令引入的路由， Local_Preference为缺省值100，并能在AS内向其他IBGP对等体传递，传递过程中除非受路由策略影响，否则Local_Preference不变。

可选过渡

Community

• Community（团体）属性为可选过渡属性，是一种路由标记，用于简化路由策略的执行。
• 可以将某些路由分配一个特定的Community属性值，之后就可以基于Community值而不是网络前缀/掩码信息来匹配路由并执行相应的策略了。

Community属性格式

Community属性值长度为32bit，也就是4Byte。可使用两种形式呈现：

• 十进制整数格式。
• AA：NN格式，其中AA表示AS号，NN是自定义的编号。

公认Community属性

RFC1997（BGP Communities Attribute）定义了几个公认的Community属性值，如下表所示。

可选非过渡

MED

• MED（Multi-Exit Discriminator，多出口鉴别器）是可选非过渡属性，是一种度量值，用于向外部对等体指出进入本AS的首选路径，即当进入本AS的入口有多个时，AS可以使用MED动态地影响其他AS选择进入的路径。
• MED属性值越小则BGP路由越优。
• MED主要用于在AS之间影响BGP的选路。MED被传递给EBGP对等体后，对等体在其AS内传递路由时，携带该MED值，但将路由再次传递给其EBGP对等体时，缺省不会携带MED属性。

在R2、R3上部署路由策略，使得R2通告给R4的BGP路由MED值为10，而R3通告的路由MED值为20。当其他条件相同时，R4将优选R2传递过来的BGP路由。

MED的注意事项

• 缺省情况下，路由器只比较来自同一相邻AS的BGP路由的MED值，也就是说如果去往同一个目的地的两条路由来自不同的相邻AS，则不进行MED值的比较。
• 一台BGP路由器将路由通告给EBGP对等体时，是否携带MED属性，需要根据以下条件进行判断（不对EBGP对等体使用策略的情况下）：
  • 如果该BGP路由是本地始发（本地通过network或import-route命令引入）的，则缺省携带MED属性发送给EBGP对等体。
  • 如果该BGP路由为从BGP对等体学习到，那么该路由传递给EBGP对等体时缺省不会携带MED属性。
  • 在IBGP对等体之间传递路由时，MED值会被保留并传递，除非部署了策略，否则MED值在传递过程中不发生改变也不会丢失。

MED的默认操作 (1)

• 如果路由器通过IGP学习到一条路由，并通过network或import-route的方式将路由引入BGP，产生的BGP路由的MED值继承路由在IGP中的metric。例如上图中如果R2通过OSPF学习到了10.0.1.0/24路由，并且该路由在R2的全局路由表中OSPF Cost=100，那么当R2将路由network进BGP后，产生的BGP路由的MED值为100。
• 如果路由器将本地直连、静态路由通过network或import-route的方式引入BGP，那么这条BGP路由的MED为0，因为直连、静态路由cost为0。

MED的默认操作 (2)

• 如果路由器通过BGP学习到其他对等体传递过来的路由，那么将路由更新给自己的EBGP对等体时，默认是不携带MED的。这就是所谓的：“MED不会跨AS传递”。例如在上图中，如果R3从R2学习到一条携带了MED属性的BGP路由，则它将该路由通告给R4时，缺省是不会携带MED属性的。
• 可以使用default med命令修改缺省的MED值，default med命令只对本设备上用import-route命令引入的路由和BGP的聚合路由生效。例如在R2上配置default med 999，那么R2通过import-route及aggregate命令产生的路由传递给R3时，路由携带的MED为999。

Atomic_Aggregate及Aggregator

Atomic_Aggregate属于公认任意属性，而Aggregator属性属于可选过渡属性。

R3上对明细路由进行聚合，聚合成：10.0.0.0/16；Atomic_Aggregate聚合路由丢失明细路由的路径属性，因此需要给下游对等体告警，并提示“聚合点”及聚合设备所属的AS号。

Preferred-Value

• Preferred-Value（协议首选值）是华为设备的特有属性，该属性仅在本地有效。当BGP路由表中存在到相同目的地的路由时，将优先选择-Preferred-Value值高的路由。
• 取值范围：0~65535；该值越大，则路由越优先。
• Preferred-Value只能在路由器本地配置，而且只影响本设备的路由优选。该属性不会传递给任何BGP对等体。

在R2上部署路由策略（Import策略），将R1传递过来的10.0.13.0/24路由的Preferred-Value值设定为300，而R3传递过来的路由的Preferred-Value值设置为200。如此一来关于10.0.13.0/24，R2会优选R1传递过来的路由。

BGP路由反射器

路由反射器

• 引入路由反射器之后存在两种角色：
  • RR（Route Reflector）：路由反射器
  • Client：RR客户端
• RR会将学习的路由反射出去，从而使得IBGP路由在AS内传播无需建立IBGP全互联。
• 将一台BGP路由器指定为RR的同时，还需要指定其Client。至于Client本身，无需做任何配置，它并不知晓网络中存在RR。

路由反射规则

RR在接收BGP路由时：

• 如果路由反射器从自己的非客户对等体学习到一条IBGP路由，则它会将该路由反射给所有客户
• 如果路由反射器从自己的客户学习到一条IBGP路由，则它会将该路由反射给所有非客户，以及除了该客户之外的其他所有客户
• 如果路由学习自EBGP对等体，则发送给所有客户、非客户IBGP对等体。

规则一

如果路由反射器从自己的非客户对等体学习到一条IBGP路由，则它会将该路由反射给所有客户。

规则二

如果路由反射器从自己的客户学习到一条IBGP路由，则它会将该路由反射给所有非客户，以及除了该客户之外的其他所有客户。

规则三

如果路由学习自EBGP对等体，则发送给所有客户、非客户IBGP对等体。

注意此处“反射”和“发送”的区别。“发送”指的是传统情况下（相当于RR不存在的场景下）的BGP路由传递行为，而“反射”指的是遵循路由反射规则的情况下，RR执行的路由传递动作，被反射出去的路由会被RR插入特殊的路径属性。

RR场景下的路由防环

• RR的设定使得IBGP水平分割原则失效，这就可能导致环路的产生，为此RR会为BGP路由添加两个特殊的路径属性来避免出现环路：
  • Originator_ID
  • Cluster_List
• Originator_ID、Cluster_List属性都属于可选过渡类型。

Originator ID

• RR将一条BGP路由进行反射时会在反射出去的路由中增加Originator_ID，其值为本地AS中通告该路由的BGP路由器Router ID。
• 若AS内存在多个RR，则Originator_ID属性由第一个RR创建，并且不被后续的RR（若有）所更改。
• 当BGP路由器收到一条携带Originator_ID属性的IBGP路由，并且Originator_ID属性值与自身的Router ID相同，则它会忽略关于该条路由的更新。

R3收到来自R2的BGP路由10.0.2.0/24，在反射给R1时会添加上Originator_ID：10.0.2.2，R1收到之后再次反射给其客户端R2时携带Originator_ID属性，R2收到之后查看Originator_ID属性值存在自身的Router ID，忽略该路由更新。

路由反射簇 (Cluster)

• 路由反射簇包括反射器RR及其Client。一个AS内允许存在多个路由反射簇（如下图）。
• 每一个簇都有唯一的簇ID（Cluster_ID，缺省时为RR的BGP Router ID ）。
• 当一条路由被反射器反射后，该RR（该簇）的Cluster_ID就会被添加至路由的Cluster_list属性中。
• 当RR收到一条携带Cluster_list属性的BGP路由，且该属性值中包含该簇的Cluster_ID时，RR认为该条路由存在环路，因此将忽略关于该条路由的更新。

Cluster_List

• R2发送给R1的路由，经过R1反射给R3时除了添加Originator_ID之外还会添加Cluster_List：10.0.1.1。R3再次反射给R4时， Cluster_List值为：10.0.3.3 10.0.1.1，R4再次反射给R1时Cluster_List值为：10.0.4.4 10.0.3.3 10.0.1.1。
• 当R4将路由反射给R1时，R1发现Cluster_List包含了自身Cluster_ID，判断存在环路，从而忽略该路由更新。

RR应用举例

R1向BGP发布了10.0.1.0/24路由，R2会从R1学习到该路由并且将其通告给R3，但是R3从R2学习到的这条IBGP路由由于水平分割规则的存在故而不能够再被通告给R4及R5，为此可以将R3设置为RR，R4、R5作为其客户端，这样R4、R5即可正常学习到BGP路由10.0.1.0/24。

总结图