BGP протокол маршрутизации

2. BORDER GATEWAY PROTOCOL
Среди прочих протоколов маршрутизации BGP выделяют отдельно, т.к. в отличие от RIP, OSPF и прочих IGP(Interrior Gateway Protocols), он используется для взаимодействия между автономными системами. Таким образом, BGP – единственный представитель «семейства» EGP(Exterior Gateway Protocols)
BGP предназначен для передачи маршрутов между различными сетями.

3. BORDER GATEWAY PROTOCOL

4. AUTONOMOUS SYSTEM (AS)
BGP непрерывно связан с понятием автономной системы.
Автономная система - это система IP-сетей и маршрутизаторов, управляемых одним или несколькими операторами, имеющими единую политику маршрутизации с Интернетом.
У каждой AS есть свой номер. Выдачей этих номеров занимаются RIR (Regional Internet Reistry) или LIR (Local Internet Registry).
Вообще глобально этим занимается IANA (Internet Assigned Numbers Authority — «Администрация адресного пространства Интернет»). Но чтобы не разорваться, она делегирует свои задачи RIR – это региональные организации, каждая из которых отвечает за определённую часть планеты (Для Европы и России – это RIPE NCC)
LIR’ом может стать почти любая желающая организация при наличии необходимых документов. Перечень требований для европейского региона размещен на сайте RIPE NCC.
LIR - Local Internet Registry - организация, заключившая договор с RIPE NCC. Членство в ассоциациии RIPE NCC дает право на получение блока IP адресов /22 (1024 IP адреса) и номера Автономной системы (ASN).
Для получения статуса LIR необходимо заключить договор с RIPE NCC и пройти процедуру регистрации. Подробнее о членстве в RIPE NCC.
Членство в RIPE NCC является платным. Подробнее об оплате за услуги RIPE NCC.

5. REGIONAL INTERNET REISTRY (RIR)

6. AS NUMBER FORMAT
До 2007 года были возможны только 16-и битные номера AS, всего было доступно 65536, номеров. 0 и 65535 – зарезервированы.
Номера 64512 до 65534 предназначены для приватных AS, которые не маршрутизируются глобально.
Номера 64496-64511 – для использования в примерах и документации
Сейчас возможно использование 32битных номеров AS. Этот переход значительно легче, чем IPv4->IPv6.
На практике с каждой AS должен быть связан какой-то блок адресов.

7. AS NUMBER FORMAT
Номер AS выдается при условии наличия адресного пространства не менее /24 (256 IP адресов). Ответ на вопрос о получении номера AS зависит от того, как было получено адресное пространство, которое будет анонсироваться через AS.
Если адреса выделены из блока провайдера, то за получением номера AS следует обратиться к этому провайдеру.
Если адреса провайдеро-независимые, надо обратиться в ту организацию, через которую они были получены.
Номера AS распределяет RIPE NCC. Обращаться с заявками могут только организации, имеющие договор с RIPE NCC.

8. PI & PA ADDRESSES
Provider Independent (PI) – блок провайдеро-независимых ip-адресов. Как следует из названия, адреса не привязаны к провайдеру и при его смене – адресация не изменяется. Выделяются из блоков RIR, запрос на получение блока PI направляется через LIR.
Provider Aggregatable (PA) – выделяются из блоков ip-адресов провайдера, чаще всего LIR. При смене провайдера ip-адреса приходится освобождать. Маршрутизируются в составе общего блока LIR.
В связи с исчерпанием адресного пространства IPv4 заявки на получение провайдеро-независимых (PI) адресов в RIPE NCC не принимаются с сентября 2012 года. В настоящее время PI адреса можно получить через трансфер (передачу) части или всего адресного пространства из одной организации в другую.

9. OSPF?
OSPF и IS-IS относятся к Link-State протоколам и подразумевают, что каждый маршрутизатор знает топологию всей сети. Таким образом, с учетом количества маршрутизаторов в публичном Интернете, в качестве EGP Link-State протоколы не подходят.
Прочие IGP протоколы также не подходят для глобальной маршрутизации, т.к. не способны работать с таким количеством маршрутной информации.

10. REQUIREMENTS
Протокол для обмена маршрутами между AS должен быть:
Дистанционно-векторным. Маршрутизатор не должен делать расчёт маршрута до каждой сети в Интернете, он должен выбрать один из нескольких предложенных.
Иметь гибкую систему фильтрации маршрутов. Чтобы иметь возможность выбирать, какие маршруты анонсировать, а какие – нет.
Легко масштабируемым, иметь защиту от образования петель и систему управления приоритетами маршрутов.
Должен обладать высокой стабильностью.
Понимать, что такое AS и отличать свою AS от чужой.

11. BGP
Interior BGP (IBGP) – используется для передачи маршрутов внутри одной AS
Exterior BGP (EBGP) – используется для передачи маршрутов между AS

12. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ

13. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
Устройства, между которыми устанавливается BGP-сессия называются BGP Peer или BGP-соседями.
BGP не обнаруживает соседей автоматически – каждый сосед настраивается вручную.
Процесс установления отношений соседства происходит следующим образом:
I) Изначальное состояние BGP-соседства – IDLE. Ничего не происходит.
BGP находится в состоянии IDLE, если нет маршрута к BGP-соседу.

14. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
II) Для обеспечения надёжности BGP использует TCP.
Таким образом, BGP-пиры могут быть подключены не напрямую.
BGP-маршрутизатор (BGP-спикер/speaker или BGP-оратор) «слушает» и посылает пакеты на 179-й TCP порт.
Когда «слушает» – это состояние CONNECT. В таком состоянии BGP находится очень недолго.
Когда маршрутизатор уже отправил пакеты и ожидает ответа от соседа – это состояние ACTIVE.

15. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
Изначально, посредством triple handshake устанавливается TCP соединение. ( [SYN] - [SYN+ACK] - [ACK] )

16. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
III) После того, как TCP-сессия установлена, BGP-ораторы начинают обмен сообщениями OPEN.
OPEN – первый тип сообщений BGP. Они отсылаются только в самом начале BGP-сессии для согласования параметров.
Версии протокола должна быть одинаковой.
Номера AS в сообщении OPEN должны совпадать с настройками на удалённой стороне
Router ID должны различаться

17. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
IV) BGP спикеры переходят в стабильное состояние ESTABLISHED.
Это означает, что запущена правильная версия BGP и все настройки консистентны.
Для каждого соседа можно посмотреть Uptime – как долго он находится в состоянии ESTABLISHED.

18. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
V) В первые мгновения после установки BGP-сессии в таблице BGP присутствует только информация о локальных маршрутах.
Для обмена маршрутной информацией используется сообщение UPDATE
Каждое сообщение UPDATE может нести информацию об одном новом маршруте или о удалении группы старых(одновременно).
UPDATE передаются при каждом изменении в сети до тех пор пока длится BGP-сессия.

19. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
Атрибут ORIGIN сообщает о происхождении маршрута:
IGP – задан вручную командой network или получен по BGP
EGP – означает, что маршрут получен из устаревшего протокола EGP Incomplete – чаще всего означает, что маршрут получен через редистрибьюцию

20. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
Для подтверждения при передаче маршрутной информации используются сообщения KEEPALIVE
Таблица BGP:
Таблица маршрутизации:

21. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ
VI) BGP соединение установлено, BGP-маршрутизатор регулярно будет рассылать сообщения KEEPALIVE.
Сообщения KEEPALIVE рассылаются с определенным интервалом - таймером Keepalive. По умолчанию он выставлен на значение 60 секунд.
Существует также тип сообщений ROUTE REFRESH – позволяет запросить у своих соседей все маршруты заново без рестарта BGP процесса.

22. РАЗРЫВ СЕССИИ В СОСТОЯНИИ ACTIVE
Разрыв соединения на этапе установления TCP-сессии:
Установление сессии может остановиться на состоянии Active в следующих случаях (относительно R1):
нет IP-связности с R2
BGP не запущен на R2
порт 179 закрыт ACL
/
/
/
/
/
/

23. РАЗРЫВ СЕССИИ НА ЭТАПЕ ПОСЫЛКИ OPEN
Некорректная AS (На R2 настроена AS 300, тогда, как на R1 считается, что данный сосед находится в AS 200):
R1 замечает, что AS в сообщении не совпадает с настроенным, и сбрасывает сессиию, отправляя сообщение NOTIFICATION. Сообщения NOTIFICATION отправляются в случае каких-либо проблем, чтобы разорвать сессию.

24. РАЗРЫВ СЕССИИ НА ЭТАПЕ ПОСЫЛКИ OPEN
Одинаковый Router ID

25. УСТАНОВЛЕНИЕ BGP-СЕССИИ

26. ТАБЛИЦА МАРШРУТОВ BGP
AS-Path, отражает маршрут через AS до
каждой сети в таблице

27. AS-PATH
Порядок формирования AS-Path:
Пока маршрут не выходит за границы AS, список пуст, т.к. все маршрутизаторы понимают, что этот маршрут принадлежит этой AS.
При анонсе сети своему соседу из другой AS, роутер добавляет номер своей AS
Внутри соседской AS параметр AS-Path не изменяется
При анонсе из соседской AS, к параметру добавляется номер этой соседской AS
* Номер AS Добавляется спереди
** Чем короче маршрут до сети, тем он приоритетнее

28. FULL VIEW И DEFAULT ROUTE
Full View – анонсируются все маршруты сети Интернет. Есть возможность посмотреть путь от себя до любого адреса в Интернете.
+ есть возможность балансировки нагрузки, т.е. направления различных префиксов разными маршрутами.
- Высокая нагрузка на оборудование
- Долгое «изучение» маршрутной таблицы после установления BGP-сессии
Default View – анонсируются только дефолтные(«по умолчанию») маршруты
+ Экономия ресурсов
- Нет возможности выбрать вручную маршрут до требуемой сети

29. ВЫБОР МАРШРУТА

30. ВЫБОР МАРШРУТА

31. КРИТЕРИИ ВЫБОРА
Максимальное значение Weight (локально для маршрутизатора, только для Cisco)
Максимальное значение Local Preference (для всей AS)
Предпочесть локальный маршрут маршрутизатора (next hop = 0.0.0.0)
Кратчайший путь через автономные системы. (самый короткий AS_PATH)
Минимальное значение Origin Code (IGP
Минимальное значение MED (распространяется между автономными системами)
Путь eBGP лучше чем путь iBGP
Выбрать путь через ближайшего IGP-соседа
Если это условие выполнено, то происходит балансировка нагрузки между несколькими равнозначными линками
Следующие условия могут различаться от вендора к вендору.
Выбрать самый старый маршрут для eBGP-пути
Выбрать путь через соседа с наименьшим BGP router ID
Выбрать путь через соседа с наименьшим IP-адресом