网络通信技术应用 课件 2.14 BGP动态路由协议

BGP动态路由协议BGP动态路由协议BGP动态路由协议原理思科（锐捷）BGP动态路由技术华为BGP动态路由技术实验16BGP动态路由协议以前学习的路由，都是一个AS的内部路由，AS内部采用的路由协议，都属于IGP。当多个自治系统（AS）相连时，AS之间的路由既可以采用静态路由，也可以采用自治系统之间的动态路由技术——外部网关协议EGP，其中BGP是一种最常用的EGP。本讲我们来学习BGP动态路由协议。一、BGP动态路由协议1.BGP协议基本原理BGP（BorderGatewayProtocol，边界网关协议）是一种最常用的EGP。BGP的发展，经历了从BGP1-BGP4的过程，当前主要应用BGP4。BGP协议不在AS内部使用，而是在ISP(Internet)上使用。如果要做广域网工程，就必须掌握BGP原理与应用。BGP是一种增强距离向量算法的动态路由协议（与RIP相似）。BGP是基于传输层TCP协议上的动态路由协议，其对应的端口号是179。BGP是为解决网络层跨AS的路由问题而设计开发的协议。大多数路由器、三层交换机里都安装了BGP协议程序，有一种说法认为BGP是网络层协议。但从OSI模型或TCP/IP模型的层次来看，BGP协议位于传输层协议TCP之上、还有一个端口号179，这样看来，BGP应该属于应用层协议。一、BGP动态路由协议基础BGP协议用于计算AS（自治系统）之间路由的动态协议，一般部署在AS边界路由器上。每个AS边界路由器，也叫BGP发言人。BGP发言人通过与相邻（peer,neighbor）的其它的BGP发言人相互交换BGP信息（报文），从而获知其它AS内网段的路由信息。不过，因特网协会规定BGP发言人只能获得其它AS内公有IP地址网络段的路由信息，私有IP地址的路由信息不能在BGP发言人之间传播。BGP邻居分为IBGP邻居和EBGP邻居两类。当同一个AS内部有2个或多个BGP发言人时，内部BGP发言人互为IBGP邻居；一个AS的BGP发言人与另一个AS的BGP发言人相连接时，它们之间就互为EBGP邻居。一、BGP动态路由协议基础2.BGP协议报文BGP协议支持CIDR(子网划分、路由聚合)，运行了BGP的边界路由器（BGP发言人），相互之间通过转发BGP报文交换信息。BGP报文主要有以下4种。open(初始化)报文、update(更新)报文、notification(通知)报文、keepalive(测试连通性)报文。图2-14-1是一个在BGP实验中截获的keepalive(测试连通性)报文。一、BGP动态路由协议基础2.BGP协议报文一、BGP动态路由协议基础从截获的keepalive报文可以看出：BGP报文镶嵌在TCP报文里，TCP报文镶嵌在IP数据报里，这个IP报文的目的IP地址是51.1.1.1，说明BGP报文是以单播方式传输的（不同于RIP和OSPF协议的组播方式）；BGP报文基于TCP协议，端口号为179（十进制）。当BGP发言人获得的公有IP网络路由信息很多时，可以在BGP发言人处进行路由聚合，以减少路由条数。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术1.Cisco(Ruijie)BPG路由基本配置命令（1）启动BGP进程(全局模式)

routerbgp

n//创建bgpn进程，n:BGP进程号,本边界路由器所在ASid号[bgprouter-id?.?.?.?]

//指定本路由器的bgprouter-id号（可选项）例如：routerbgp100

（2）BGP进程内指定EBGP发言人neighbor

neighbor

x.x.x.xremote-as

mx.x.x.x是本发言人所连接的EBGP路由器的IP地址，m是EBGP所在ASid号，例如：neighbor50.1.1.2remote-as200

（3）BGP进程内，逐段发布本路由器的路由子网段

networkx.x.x.xmaskm.m.m.m

例如：network20.20.10.0mask255.255.255.0二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（4）BGP进程内，引入静态路由

redistributestatic

（5）BGP路由聚合

aggregate-address

x.x.x.xm.m.m.msummary-only[as-set]//可以不聚合

例如：aggregate-address10.30.0.0255.0.0.0summary-onlyas-setas-set是可选项，有as-set时可防止路由环路

（6）查看BGP信息ShowipbgpShowipbgpneighborsShowiproutebgp二、思科（锐捷）BGP动态路由技术2.思科（锐捷）BGP协议基础配置应用之一（1）将1台思科（锐捷）路由器和1台思科（锐捷）三层交换机、2台主机连接起来，组成2个AS（AS100，AS200）互连的广域网络，按图设计好IP地址，并将主机IP配置好。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（2）路由器、三层交换机的基础配置Router1基础配置：

intfa0/0ipadd71.1.1.1255.255.255.0noshutintfa0/1ipadd65.1.1.1255.255.255.248noshutintloopback1//创建回环虚接口1ipadd11.1.1.1255.255.255.255exitSwitch1基础配置：

iprouting//启用三层交换机路由vlan65vlan72intvlan65ipadd65.1.1.2255.255.255.248intvlan72ipadd72.1.1.1255.255.255.0intloopback2//创建回环虚接口2ipadd22.2.2.2255.255.255.255intfa0/1switchaccvlan65intfa0/2switchaccvlan72二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（3）路由器、三层交换机BGP动态路由配置Router1的BGP配置：routerbgp100bgprouter-id1.1.1.1//可选项neighbor65.1.1.2remote-as200network65.1.1.0mask255.255.255.248network71.1.1.0mask255.255.255.0network11.1.1.1mask255.255.255.255Switch1的BGP配置：routerbgp200bgprouter-id2.2.2.2//可选项neighbor65.1.1.1remote-as100network65.1.1.0mask255.255.255.248network72.1.1.0mask255.255.255.0network22.2.2.2mask255.255.255.255二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（4）路由器、三层交换机BGP路由信息查看分别在Roter1、Switch1上执行完上述第（2）、（3）项所有命令以后，用showipbgp或showiproute命令查看BGP动态路由，如图2-14-3(a)(b)所示。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术然后，检测从PC1到Swith1里的回环虚接口2、PC2的通信，如图2-14-4(a)所示；检测从PC2到Router1里的回环虚接口1、PC1的通信，如图2-14-4(b)所示。全都畅通。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术这是一个简单的BGP实例，这里只设计了２个AS自治系统。由于IP协议和因特网协会都规定AS之间不能转发私有IP的路由信息，所以这个实例全部采用公有IP地址。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术3.思科（锐捷）BGP协议配置应用之二（1）用6态思科（锐捷）路由器和若干主机设计、组建一个含有3个AS自治系统（AS100、AS200、AS300）的广域网，如图2-14-5所示。每一个AS内，既有公有IP地址网段，又有私有IP地址网段。将６台路由器的接口IP地址、6台主机的IP地址等，全都按图2-14-5所示的参数配置好。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（2）AS内部的路由配置(a)AS100内部静态路由配置AR1内部静态路由命令:iproute21.1.1.0255.255.255.010.1.1.2iproute172.16.4.0255.255.255.010.1.1.2Router3默认路由命令:iproute0.0.0.00.0.0.010.1.1.1(b)AS200内部静态路由配置AR2内部静态路由命令:iproute22.2.2.0255.255.255.010.1.1.6iproute172.16.5.0255.255.255.010.1.1.6Router4默认路由命令:iproute0.0.0.00.0.0.010.1.1.5

(c)AS300内部静态路由配置AR3内部静态路由命令:iproute23.3.3.0255.255.255.010.1.1.10iproute172.16.6.0255.255.255.010.1.1.10Router5默认路由命令:iproute0.0.0.00.0.0.010.1.1.9

配置完AS内部路由以后，各个AS内部的主机、路由器都能互通了，但AS之间不能通信二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（3）AS边界路由器地址转换NAPT配置由于因特网不允许私有IP路由信息出现，所以在每一个AS边界路由器上配置地址转换。(a)路由器AR1配置NAPT1地址转换：access-list11permit172.16.4.00.0.0.255

//建立私有IP队列ipnatpoolpool0181.1.1.381.1.1.6netmask255.255.255.248

//建立公有地址池ipnatinsidesourcelist11poolpool01overload

//建立公、私地址池映射intg0/1//指定内网接口ipnatinsideintg0/0//指定外网接口ipnatoutside二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（3）AS边界路由器地址转换NAPT配置(b)路由器AR2配置NAPT1地址转换：access-list22permit172.16.5.00.0.0.255ipnatpoolpool0282.1.1.382.1.1.6netmask255.255.255.248ipnatinsidesourcelist22poolpool02overloadintg0/0ipnatoutsideintg0/1ipnatoutsideintg0/2ipnatinside二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（3）AS边界路由器地址转换NAPT配置(c)路由器AR3配置NAPT2地址转换：access-list33permit172.16.6.00.0.0.255ipnatinsidesourcelist33intg0/0overintg0/1ipnatinsideintg0/0ipnatoutside二、思科（锐捷）BGP动态路由技术执行完第（2）（3）项的各组命令以后，AS100、AS200、AS300里的主机能ping通各自AS内部的所有主机和设备（路由器），但是却不能ping通其它AS里的主机。检测效果如图2-14-6(a)(b)所示。AS100的主机PC1可与AS100内的PC4(172.16.4.14)通信、与路由器AR1通信，却不能与AS200里的PC2（22.2.2.22）通信；AS200的主机PC2可与AS200内的PC5(172.16.5.15)通信、与路由器AR2通信，却不能与AS300里的PC3（23.3.3.33）通信。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术分别给三个AS配置BGP动态路由。（4）三个AS（100，200，300）发言人的BGP配置(a)AS100发言人AR1的BGP配置:routerbgp100neighbor81.1.1.2remote-as200network81.1.1.0mask255.255.255.240network21.1.1.0mask255.255.255.0(b)AS200发言人AR2的BGP配置:routerbgp200neighbor81.1.1.1remote-as100neighbor82.1.1.2remote-as300network81.1.1.0mask255.255.255.240network82.1.1.0mask255.255.255.240network22.2.2.0mask255.255.255.0二、思科（锐捷）BGP动态路由技术执行完上述BGP配置命令以后，分别在AR1、AR2和AR3上用showiproutebgp查看BGP路由，如图2-14-7(a)(b)(c)所示。由图可见，AR1、AR2和AR3通过BGP协议获得的路由全是公有IP网段的路由。(c)AS300发言人AR3的BGP配置:routerbgp300neighbor82.1.1.1remote-as200network82.1.1.0mask255.255.255.240network23.3.3.0mask255.255.255.0二、思科（锐捷）BGP动态路由技术然后，从AS100里一台公有IP地址的主机（pc1，IP地址：11.1.1.11）ping其它AS里的公有IP地址的主机（AS200里的PC2[22.2.2.22]，AS300里的PC3[23.3.3.23]），全都通信成功。如图2-14-8所示。至于PC1与PC2初次通信、PC1与PC3初次通信会出现丢包现象，如图2-14-8(a)(c)所示，这在前面有关章节已经解释过，是由于路由器里有路由表和转发表，路由器是按照转发表来转发IP数据报（分组）的，路由器根据需要从路由表读取路由信息复制到转发表里，这个读取、复制过程需要一些时间，所以初次通信会出现丢包。一旦转发表里拥有了这一条路由信息，再次通信就可以根据转发表里的路由直接转发，就不会丢包了。如图2-14-8(b)(d)所示。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术我们再来检测一下私有IP主机跨AS的通信。如图2-14-9所示。从AS100里的私有IP主机PC4（172.16.4.14）分别去pingAS200里的公有IP地址主机PC2（22.2.2.22）、AS300里公有IP地址主机PC3（23.3.3.33），结果都通，如图2-14-9(a)所示，尽管AR1、AR2、AR3获得的BGP路由只有公有IP网段的路由，由于在这三台路由器上设置了网络地址转换（NAPT1,NAPT2），所以，每个AS内的每一台私有IP主机，都可以主动访问AS外的公有IP地址的主机。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术再用PC4pingAS300的私有IP地址主机PC6（172.16.6.16），结果不通，如图2-14-9(b)所示；然后，用AS200内的共有IP地址的主机PC2（22.2.2.22）pingAS300的私有IP地址主机PC6（172.16.6.16），结果也不通，如图2-14-9(c)所示。这说明，广域网上任何一个AS内的主机（无论公有IP还是私有IP），都不能够主动访问外网的私有IP主机。这就证明，AS自治系统内的主机采用私有IP地址具有信息保护作用。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术4.思科（锐捷）BGP增强路由配置（1）BGP进程内指定本自治系统内IBGP邻居(PacketTracer仿真不支持IBGP)routerbgp

mneighbor

x.x.x.xremote-as

m//x.x.x.x是同一个AS内IBGP发言人的IP地址neighborx.x.x.xnext-hop-self

说明：思科的PacketTracer不支持IBGP配置，BOSON、GNS3支持IBGP；实际的思科路由器（三层交换机），档次较高一点的也是支持IBGP的；锐捷路由器（三层交换机）大多支持。（2）BGP进程内引入IGP路由routerbgp

m

redistribute{connected|static|ospfn|eigrp}特殊需要时，可以将本机的直连路由、静态路由、OSPF路由、eigrp路由引入BGP进程内。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术（3）OSPF进程内引入BGP路由routerOSPF

n

redistributebgp

m譬如，图2-14-10所示的广域网由AS100、AS200、AS300组成，但是AS200内有2个BGP发言人（Router2、Router3），这就需要用到IBGP配置。二、思科（锐捷）BGP动态路由技术AS200内2个IBGP发言人（Router2、Router3）的参考配置如下。Router2的bgp参考配置命令：routerbgp200neighbor1.1.1.1remote-as100neighbor10.1.1.2remote-as200neighbor10.1.1.2next-hop-selfnetwork22.1.1.0mask255.255.255.0network1.1.1.0mask255.255.255.240

Router3的bgp参考配置命令：routerbgp200neighbor3.1.1.2remote-as300neighbor10.1.1.1remote-as200neighbor10.1.1.1next-hop-selfnetwork22.1.1.0mask255.255.255.0network1.1.1.0mask255.255.255.240二、思科（锐捷）BGP动态路由技术若在PacketTracer环境里做这个仿真实验，Router2里执行

neighbor10.1.1.2remote-as200命令时，会出现错误提示：%PacketTracerdoesnotsupportinternalBGPinthisversion.Onlyexternalneighborsaresupported.这个提示说明PacketTracer不支持IBGP。三、华为BGP动态路由技术1.Huawei设备BGP路由基本配置命令格式

（1）设置路由器ID号(系统视图)

routerid

x.x.x.x

//指定路由器id号x.x.x.x(32位,点分十进制形式表示)

（2）创建并启动BGP进程

bgp

n//创建BGP进程，n即本路由器所在ASid，n:正整数

例如：routerid2.2.2.2

bgp200

（3）在BGP进程内，指定EBGP发言人邻居

peer

x.x.x.xas-numberm2

//x.x.x.x是EBGP邻居路由器IP地址，m2是EBGP邻居所在ASid号

例如：peer3.1.1.2as-number300三、华为BGP动态路由技术（4）在BGP进程内，逐段发布本AS内所有共有IP地址网络段

network

x.x.x.xm.m.m.m|M......

例如：network20.20.10.0255.255.255.0(或24)network30.30.30.1255.255.255.255(或32)

（5）BGP路由聚合

自动路由聚合（可以不指定）：

ipv4-familyunicast

summaryautomatic取消自动路由聚合：undosummaryautomatic手动路由聚合：aggregate

x.x.x.xm.m.m.mdetail-suppressed三、华为BGP动态路由技术（6）查看BGP信息displaybgprouting-table（或dispbgprout）displaybgppeerdisplaybgpnetworkdisplaybgppaths2.华为BGP动态路由基础应用实例（一）（1）用1台华为路由器、1台华为三层交换机、2台主机组建一个包含2个AS（AS10，AS20）的广域网。如图2-14-11所示。将图中主机PC1和PC2的IP参数配置好。三、华为BGP动态路由技术（2）路由器R1和三层交换机LSW1的基础配置R1基础配置:intg0/0/1ipadd77.1.1.129undoshutintg0/0/2ipadd61.1.1.124undoshutintloopback1ipadd11.1.1.132LSW1基础配置:vlan62vlan77intvlan62ipadd62.1.1.124intvlan77ipadd77.1.1.229intloopback2ipadd12.1.1.132qintg0/0/1portlink-typeaccportdefaultvlan77intg0/0/2portlink-typeaccportdefualtvlan62q三、华为BGP动态路由技术

（3）R1和LSW1的BGP配置R1的BGP配置:routerid1.1.1.1bgp10peer77.1.1.2as-number20network77.1.1.029network61.1.1.024network11.1.1.132qLSW1的BGP配置:routerid2.2.2.2bgp20peer77.1.1.1as-number10network77.1.1.029network62.1.1.024network12.1.1.132q三、华为BGP动态路由技术（4）R1和LSW1的BGP路由查看在R1和LSW1上，分别用dispbgprouting-table（或dispbgprout）查看BGP路由，如图2-14-12(a)(b)所示。三、华为BGP动态路由技术（4）跨AS的通信检测从AS10里的主机PC1与AS20里的主机PC2(62.1.1.62)、回环接口2(12.1.1.1)通信；从AS20里的PC2与AS10里的主机PC1(61.1.1.61)、回环接口1(11.1.1.1)通信，都成功了。如图2-14-13所示(a)(b)。三、华为BGP动态路由技术3.华为BGP动态路由基础应用实例（二）（1）设备连接用6台华为路由器、6台主机组建一个包含3个AS（AS100，AS200，AS300）的广域网。如图2-14-14所示。将图中主机PC1和PC2的IP参数配置好。从该图可以看出，每一个AS内既有公有IP地址的主机，也有私有IP地址的主机。将图中所有主机的参数都配置好。将图中6台路由器的每一个接口IP地址，也都配置好。三、华为BGP动态路由技术（2）三个AS内部路由和地址转换配置

(a)AS100内部路由与地址转换配置AR1静态路由及对外公私IP地址转换(NAPT2)配置（系统视图下）:iproute-static11.1.1.0255.255.255.010.1.1.2iproute-static192.168.10.0255.255.255.010.1.1.2aclnumber2000rule1permitsource192.168.10.00.0.0.255qintg0/0/1natoutbound2000AR4的缺省路由配置（系统视图下）：iproute-static0.0.0.0010.1.1.1三、华为BGP动态路由技术（2）三个AS内部路由和地址转换配置

(b)AS200内部路由与地址转换配置AR2内部静态路由及对外公私IP地址转换(NAPT1、NAPT2)配置（系统视图下）:iproute-static22.1.1.0255.255.255.010.1.2.2iproute-static192.168.20.0255.255.255.010.1.2.2nataddress-group261.1.1.361.1.1.9aclnumber2000rule1permitsource192.168.20.00.0.0.255qintg0/0/2natoutbound2000address-group2intg0/0/1natoutbound2000三、华为BGP动态路由技术（2）三个AS内部路由和地址转换配置AR5的缺省路由配置（系统视图下）：iproute-static0.0.0.0010.1.2.1(c)AS300内部路由与地址转换配置AR3内部静态路由及对外公私IP地址转换(NAPT2)配置（系统视图下）：iproute-static33.1.1.0255.255.255.010.1.3.2iproute-static192.168.30.0255.255.255.010.1.3.2aclnumber2000rule1permitsource192.168.30.00.0.0.255qintg0/0/2natoutbound2000qAR6的缺省路由配置（系统视图下）：iproute-static0.0.0.0010.1.3.1三、华为BGP动态路由技术（3）三个AS区发言人路由器的BGP配置

AR1的BGP配置（系统视图下）:bgp100peer51.1.1.2as-number200network11.1.1.0255.255.255.0network51.1.1.0255.255.255.252AR2的BGP配置（系统视图下）:bgp200peer51.1.1.1as-number100peer61.1.1.2as-number300network22.1.1.0255.255.255.0network51.1.1.0255.255.255.252network61.1.1.0255.255.255.240三、华为BGP动态路由技术（3）三个AS区发言人路由器的BGP配置

AR3的BGP配置（系统视图下）:bgp300peer61.1.1.1as-number200network33.1.1.0255.255.255.0network61.1.1.0255.255.255.240三、华为BGP动态路由技术（4）BGP路由查看

先在AR1上用dispiprout,再在AR1、AR2、AR3上分别用dispbgprouting-table命令。三、华为BGP动态路由技术AR1上用dispiprout命令看到AR1的所有路由，其中BGP路由都标注了“EBGP”，就是通过EGBP邻居学到的，BGP路由的优先级Pre值为255（Static路由的Pre值为60）。AR1、AR2、AR3用dispbgprout命令查看到这三台路由器上的纯BGP路由。三、华为BGP动态路由技术（5）通信检测先从AS100公有IP地址的PC1（11.1.1.2）pingAS200公有IP的PC2（22.1.1.2）、AS300公有IP的PC3（33.1.1.2），通信成功，如图2-14-16左(a)(b)所示。从AS200私有IP地址的PC5（192.168.5.20）pingAS100公有IP的PC1（