Динамическая маршрутизация BGP на коммутаторах SNR

Оригинальная статья доступна по ссылке
Автор оригинальной статьи: Владимир Козубский

В прошлой части статьи по динамической маршрутизации мы рассмотрели протокол OSPF. А теперь – обещанное нами продолжение о протоколе BGP. Как обычно, глубоко углубляться в теорию мы не будем, т.к. в интернете присутствует большое количество материалов, которые подробно описывают протокол BGP, к примеру здесь и здесь. Мы остановимся лишь на базовых понятиях и принципах работы.

BGP – протокол динамической маршрутизации, основная его часть описана в RFC 4271. Главная задача протокола состоит в том, чтобы обмениваться маршрутами между автономными системами (eBGP), а также в пределах одной системы (iBGP). BGP – один из самых главных протоколов маршрутизации в сети Internet, который поддерживается большинством L3-устройств, в том числе и L3-коммутаторами SNR. В качестве транспортного протокола BGP использует TCP (port 179).

Принцип работы протокола BGP довольно прост. Изначально между двумя маршрутизаторами, каждый из которых имеет свой уникальный номер автономномной системы, устанавливается TCP-соединение. Далее происходит обмен сообщениями для согласования и подтверждения параметров соединения. И затем, для поддержания соединения, происходит передача KEEPALIVE-сообщений. Обмен маршрутами между автономными системами происходит с помощью отправки UPDATE-сообщений, а сами маршруты хранятся в базах маршрутных данных RIB (routing information).

Базовая настройка BGP

В качестве самого простого примера возьмем L3-коммутаторы SNR-S300X-24FQ, которые будут выступать в роли пограничных коммутаторов на сети оператора связи. Коммутатор SNR-S4650X-48FQ будет задействован как магистральный “Uplink”. Установим между устройствами 2 BGP-сессии.

Конфигурация коммутаторов

R1
!
vlan 10
name BGP_Test
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.1 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
router bgp 10
bgp router-id 1.1.1.1
neighbor 1.1.1.2 remote-as 10
R2
!
vlan 10
name BGP_Test
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.2 255.255.255.252
!
vlan 20
name EBGP_Test
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.1 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
Interface Ethernet1/0/11
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
router bgp 10
bgp router-id 1.1.1.2
network 1.1.1.0/30
network 2.2.2.0/30
neighbor 1.1.1.1 remote-as 10
neighbor 2.2.2.2 remote-as 20
R3
!
vlan 20
name EBGP_Test
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.2 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/11
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
router bgp 20
bgp router-id 2.2.2.2
neighbor 2.2.2.1 remote-as 10

Между R1 и R2-коммутаторами сети оператора связи будет установлена iBGP-сессия, а между коммутатором R2 и коммутатором R3, принадлежащему другой AS, условно, магистральным Uplink’ом будет eBGP-сессия. После применения конфигурации, приведенной выше, коммутаторы устанавливают BGP-соседство и анонсируют друг другу указанные маршруты. Процесс установления соединения происходит следующим образом:

начальное состояние – IDLE;
происходит установка TCP-сессии между устройствами, состояние сессии: ACTIVE;
сессия установлена, происходит обмен OPEN-сообщениями для согласования параметров;
после всех согласований сессия переходит в состояние ESTABLISHED. Это говорит нам о том, что BGP сессия успешно установлена;
далее, происходит обмен UPDATE-сообщениями, в которых устройства обмениваются известными им маршрутами, вследствие чего происходит заполнение таблицы маршрутизации BGP. Важно отметить, что именно сами маршруты содержатся в поле NLRI сообщения UPDATE. До отправки UPDATE- сообщений в таблицу маршрутизации будут добавлены только локальные маршруты.

Убедимся, что соседства между устройствами были установлены и посмотрим маршруты:

Выводы команд “show ip bgp summary” и “show ip route”

Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
1.1.1.2 4 10 4 2 14 0 0 00:00:25 2
C 1.1.1.0/30 is directly connected, Vlan10 tag:0
B 2.2.2.0/30 [200/0] via 1.1.1.2, Vlan10, 00:01:43 tag:0

Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
1.1.1.1 4 10 2 3 34 0 0 00:00:06 0
2.2.2.2 4 20 7 9 34 0 0 00:05:26 0
C 1.1.1.0/30 is directly connected, Vlan10 tag:0
C 2.2.2.0/30 is directly connected, Vlan20 tag:0

Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
2.2.2.1 4 10 8 7 9 0 0 00:05:05 1
C 2.2.2.0/30 is directly connected, Vlan20 tag:0
B 1.1.1.0/30 [200/0] via 2.2.2.1, Vlan20, 00:01:13 tag:0

BFD (Bidirectional Forwarding Detection)

Стоит учитывать, что при падении линка или потере связности между устройствами, BGP-сессия исчезает не сразу. Она остается активной еще некоторое время. Для быстрой сходимости сети в данном случае используют протокол BFD (RFC 5880). Данный протокол обнаруживает проблемы связности на IP-уровне и обеспечивает быструю сходимость сети. Рассмотрим ниже пример настройки. Обращаем внимание на то, что для каждого соседа он включается отдельно, при этом настройка таймеров производится на VLAN-интерфейсе:

Конфигурация коммутаторов

R1
!
vlan 10
name BGP_Test
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.1 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
router bgp 10
bgp router-id 1.1.1.1
neighbor 1.1.1.2 remote-as 10
neighbor 1.1.1.2 bfd

!
vlan 10
name BGP_Test
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.2 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
router bgp 10
bgp router-id 1.1.1.2
neighbor 1.1.1.1 remote-as 10
neighbor 1.1.1.1 bfd

Вывод команды “show ip bgp summary” до использования протокола BFD

SNR-S300X-24FQ#sh ip bgp summary
Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
1.1.1.2 4 10 2 3 33 0 0 00:00:28 0
SNR-S300X-24FQ#sh ip bgp summary
Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
1.1.1.2 4 10 2 7 37 0 0 00:04:00 0

Теперь проверим то же самое, но уже после применения BFD. До применения команды сессия была активна еще порядка 4-х минут, хотя линк между коммутаторами уже отсутствовал. Только спустя это время, в логах коммутатора появляется информация о том, что не удалось установить соседство:

Логи коммутатора до и после применения протокола BFD

До использования протокола:

11:52:56 2021 %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Ethernet1/0/9, changed state to DOWN
11:52:57 2021 %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan10,changed state to DOWN
Dec 14 11:56:42 2021 BGP: Get peer failed, please check the config.

После применения команд:

11:49:03 2021 %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Ethernet1/0/9, changed state to DOWN
11:49:04 2021 %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan10,changed state to DOWN
11:49:11 2021 BGP: Get peer failed, please check the config.
SNR-S300X-24FQ#sh ip bgp summary
Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
1.1.1.2 4 10 0 0 0 0 0 never Active

Примеры управления BGP-маршрутизацией

Для управления политикой маршрутизации в BGP, существует несколько способов. В данном примере мы остановимся на таких атрибутах BGP как Weight, Community, MED. Для примера всех атрибутов, будет собрана одинаковая схема:

MED (multi-exit discriminator)

Атрибут MED (RFC 4451) предназначен для определения наилучшего пути, по которому другие AS могут взаимодействовать с нашей AS. Данный атрибут не локальный, он передается между AS. При сравнении с другими атрибутами он будет менее весомым. Если вам требуется чтобы всегда происходило сравнение значения метрики между разными AS, то необходимо добавить в конфигурацию команду “bgp always-compare-med”.

Конфигурация устройств

R1
vlan 1;40;50
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 40
!
Interface Ethernet1/0/11
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 50
!
interface Vlan40
ip address 4.4.4.2 255.255.255.252
!
interface Vlan50
ip address 5.5.5.1 255.255.255.252
!
!
router bgp 10
bgp router-id 4.4.4.2
bgp always-compare-med
neighbor 4.4.4.1 remote-as 10
neighbor 4.4.4.1 route-map metric out
neighbor 5.5.5.2 remote-as 30
!
route-map metric permit 10
set metric 50
R2

vlan 1;10;20;40
!
Interface Ethernet1/0/5
shutdown
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 40
!
Interface Ethernet1/0/6
!
Interface Ethernet1/0/7
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
Interface Ethernet1/2/1
interface mode cr4
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.1 255.255.255.252
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.1 255.255.255.252
!
interface Vlan40
ip address 4.4.4.1 255.255.255.252
!
router bgp 10
bgp router-id 1.1.1.1
bgp always-compare-med
network 1.1.1.0/30
network 2.2.2.0/30
network 4.4.4.0/30
neighbor 1.1.1.2 remote-as 30
neighbor 2.2.2.2 remote-as 20
neighbor 4.4.4.2 remote-as 10

vlan 1;20;60
!
Interface Ethernet1/0/15
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 60
!
Interface Ethernet1/1/1
interface mode cr4
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.2 255.255.255.252
!
interface Vlan60
ip address 6.6.6.2 255.255.255.252
!
router bgp 20
bgp router-id 2.2.2.2
bgp always-compare-med
neighbor 2.2.2.1 remote-as 10
neighbor 2.2.2.1 route-map metric out
neighbor 6.6.6.1 remote-as 30
neighbor 6.6.6.1 route-map metric out
!
route-map metric permit 10
set metric 150

vlan 1;10;50;60
!
Interface Ethernet1/0/5
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 50
!
Interface Ethernet1/0/7
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
Interface Ethernet1/0/21
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 60
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.2 255.255.255.252
!
interface Vlan50
ip address 5.5.5.2 255.255.255.252
!
interface Vlan60
ip address 6.6.6.1 255.255.255.252
!
router bgp 30
bgp router-id 1.1.1.2
bgp always-compare-med
network 5.5.5.0/30
network 6.6.6.0/30
neighbor 1.1.1.1 remote-as 10
neighbor 5.5.5.1 remote-as 10
neighbor 5.5.5.1 route-map metric out
neighbor 6.6.6.2 remote-as 20
!
route-map metric permit 10
set metric 100

Вывод таблицы маршрутизации до добавления метрики

show ip bgp cidr-only

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*>i1.1.1.0/30 4.4.4.1 100 0 i
*>i2.2.2.0/30 4.4.4.1 100 0 i
*>i4.4.4.0/30 4.4.4.1 100 0 i
* i5.5.5.0/30 1.1.1.2 100 0 30 i
*> 5.5.5.2 0 30 i
* i6.6.6.0/30 1.1.1.2 100 0 30 i
*> 5.5.5.2 0 30 i

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*> 1.1.1.0/30 0.0.0.0 32768 i
*> 2.2.2.0/30 0.0.0.0 32768 i
*> 4.4.4.0/30 0.0.0.0 32768 i
* i5.5.5.0/30 5.5.5.2 100 0 30 i
* 2.2.2.2 0 20 30 i
*> 1.1.1.2 0 30 i
* i6.6.6.0/30 5.5.5.2 100 0 30 i
* 2.2.2.2 0 20 30 i
*> 1.1.1.2 0 30 i

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
* 1.1.1.0/30 6.6.6.1 0 30 10 i
*> 2.2.2.1 0 10 i
* 2.2.2.0/30 6.6.6.1 0 30 10 i
*> 2.2.2.1 0 10 i
* 4.4.4.0/30 6.6.6.1 0 30 10 i
*> 2.2.2.1 0 10 i
* 5.5.5.0/30 2.2.2.1 0 10 30 i
*> 6.6.6.1 0 30 i
* 6.6.6.0/30 2.2.2.1 0 10 30 i
*> 6.6.6.1 0 30 i

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
* 1.1.1.0/30 5.5.5.1 0 10 i
* 6.6.6.2 0 20 10 i
*> 1.1.1.1 0 10 i
* 2.2.2.0/30 5.5.5.1 0 10 i
* 6.6.6.2 0 20 10 i
*> 1.1.1.1 0 10 i
* 4.4.4.0/30 5.5.5.1 0 10 i
* 6.6.6.2 0 20 10 i
*> 1.1.1.1 0 10 i
*> 5.5.5.0/30 0.0.0.0 32768 i
*> 6.6.6.0/30 0.0.0.0 32768 i

Атрибут MED по умолчанию равен нулю. Изменим данное значение, создав route-map и добавив его к необходимым соседям. Сущность route-map – это набор правил, по которым маршрутизируется трафик. После применения данной политики правил, изменится Next Hop для подсетей на каждом устройстве. К примеру, ранее на R4 для подсети 1.1.1.0/30 Next Hop был 5.5.5.1, но после задания метрики он изменился на 6.6.6.2. Аналогично изменился Next Hop на других устройствах.

Посмотрим выводы таблицы маршрутизации:

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*>i1.1.1.0/30 4.4.4.1 100 0 i
*>i2.2.2.0/30 4.4.4.1 100 0 i
*>i4.4.4.0/30 4.4.4.1 100 0 i
*>i5.5.5.0/30 1.1.1.2 100 0 30 i
* 5.5.5.2 100 0 30 i
*>i6.6.6.0/30 1.1.1.2 100 0 30 i
* 5.5.5.2 100 0 30 i

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*> 1.1.1.0/30 0.0.0.0 32768 i
*> 2.2.2.0/30 0.0.0.0 32768 i
*> 4.4.4.0/30 0.0.0.0 32768 i
*> 5.5.5.0/30 1.1.1.2 0 30 i
*> 6.6.6.0/30 1.1.1.2 0 30 i

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*> 1.1.1.0/30 2.2.2.1 0 10 i
* 6.6.6.1 0 30 10 i
*> 2.2.2.0/30 2.2.2.1 0 10 i
* 6.6.6.1 0 30 10 i
*> 4.4.4.0/30 2.2.2.1 0 10 i
* 6.6.6.1 0 30 10 i
* 5.5.5.0/30 2.2.2.1 0 10 30 i
*> 6.6.6.1 0 30 i
* 6.6.6.0/30 2.2.2.1 0 10 30 i
*> 6.6.6.1 0 30 i

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
* 1.1.1.0/30 6.6.6.2 150 0 20 10 i
* 1.1.1.1 0 10 i
*> 5.5.5.1 0 10 i
* 2.2.2.0/30 6.6.6.2 150 0 20 10 i
* 1.1.1.1 0 10 i
*> 5.5.5.1 0 10 i
* 4.4.4.0/30 6.6.6.2 150 0 20 10 i
* 1.1.1.1 0 10 i
*> 5.5.5.1 0 10 i
*> 5.5.5.0/30 0.0.0.0 32768 i
*> 6.6.6.0/30 0.0.0.0 32768 i

BGP community

Атрибут BGP community (RFC 4360) предназначен для маркировки маршрутов с целью последующей их обработки по специальным правилам. У маршрутов может быть несколько community. К примеру, на основе данного атрибута можно фильтровать трафик. Также, данный атрибут применяется для балансировки и распределения нагрузки. Принцип его работы почти аналогичен работе ip access-list:

Конфигурация Community на R2

access-list 1 permit 2.0.0.0 0.255.255.255
access-list 2 permit any-source
!
router bgp 10
neighbor 2.2.2.2 route-map set-community out
!
route-map set-community permit 10
match ip address 1
set community 1111
!
route-map set-community permit 20
match ip address 2

Вывод команд

R3#sh ip bgp 2.2.2.0
BGP routing table entry for 2.2.2.0/30
Paths: (1 available, best #1, table Default-IP-Routing-Table)
  Not advertised to any peer
  10
2.2.2.1 from 2.2.2.1 (1.1.1.1)
Origin IGP, localpref 100, valid, external, best
Community: 0:1111
Last update: 00:02:39
R3#sh ip bgp 4.4.4.0
BGP routing table entry for 4.4.4.0/30
Paths: (1 available, best #1, table Default-IP-Routing-Table)
  Not advertised to any peer
  10
2.2.2.1 from 2.2.2.1 (1.1.1.1)
Origin IGP, localpref 100, valid, external, best
Last update: 00:05:56

Как можно заметить из выводов команд выше, после настройки на R3 приходит атрибут Community 0:1111, а на остальные адреса данный атрибут не распространяется, т.к. они не подходят под созданный нами ACL. Маршрут может иметь и другие атрибуты Community, здесь разобран лишь пример самой простой настройки.

Weight

Атрибут Weight применяется в тех случаях, когда устройство имеет более одного выхода в другие AS. Логика работы данного атрибута очень проста – чем больше его численное значение, тем выше его приоритет. Важно отметить, что данный атрибут локальный, он не передается другим BGP-соседям.

Конфигурация R3

!
router bgp 20
bgp router-id 2.2.2.2
bgp bestpath as-path ignore
neighbor 2.2.2.1 remote-as 10
neighbor 2.2.2.1 weight 150
neighbor 6.6.6.1 remote-as 30
neighbor 6.6.6.1 weight 500
!

Атрибут можно указать непосредственно на соседе, а также это можно сделать с помощью route-map. Когда префикс генерируется локально, то по умолчанию его значение будет равно 32768.

BGP Confederation

Для масштабирования сети можно использовать функционал BGP Confederation (RFC 3065). Суть заключается в том, чтобы разделить большую автономную систему AS на несколько подсистем (подуровней AS). Это позволяет всем iBGP-соседям изучить все iBGP-маршруты в AS, не используя при этом полносвязную топологию между всеми L3-коммутаторами в сети. Для других AS конфедерация будет отображаться только под своим глобальным номером AS. В основном, BGP confederation используется на крупных сетях, где необходимо использовать крупную AS для захвата малых, более управляемых sub-AS. Важно отметить, что при настройке “bgp confederation peers” внутри конфедерации, нужно указывать номер sub-AS соседа. Рассмотрим пример настройки:

Конфигурация коммутаторов

!
vlan 10
name BGP_Test
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.2 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
router bgp 10
bgp confederation identifier 100
bgp confederation peers 30
neighbor 1.1.1.1 remote-as 30

!
vlan 10
name BGP_Test
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.1 255.255.255.252
!
vlan 20
name EBGP_Test
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.1 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
Interface Ethernet1/0/11
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
router bgp 30
bgp router-id 1.1.1.1
bgp confederation identifier 100
bgp confederation peers 10
neighbor 1.1.1.2 remote-as 10
neighbor 2.2.2.2 remote-as 20

!
vlan 20
name EBGP_Test
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.2 255.255.255.252
!
Interface Ethernet1/0/11
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
router bgp 20
bgp router-id 2.2.2.2
neighbor 2.2.2.1 remote-as 100

Как можно заметить из вывода команд ниже, для R3 не будут видны номера sub-AS устройств в BGP confederation. Ему будет известна только непосредственно AS конфедерации, которая в нашем случае имеет идентификатор 100. R1, соответственно, видит в таблице маршрутизации только номер sub-AS, но если к нему присоединить еще одну BGP конфедерацию, то он также будет видеть только AS самой конфедерации.

Просмотр маршрутов и проверка связности

sh ip bgp
Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*> 1.1.1.0/30 1.1.1.1 100 0 (30) i
*> 2.2.2.0/30 1.1.1.1 100 0 (30) i

sh ip bgp
Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*> 1.1.1.0/30 2.2.2.1 0 100 i
*> 2.2.2.0/30 2.2.2.1 0 100 i
SNR-S4650X-48FQ#ping 1.1.1.1
Type ^c to abort.
Sending 5 56-byte ICMP Echos to 1.1.1.1, timeout is 2 seconds.
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/6/16 ms
SNR-S4650X-48FQ#ping 1.1.1.2
Type ^c to abort.
Sending 5 56-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds.
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms

Route Reflector

Еще одним способом масштабирования сети будет использование коммутатора как Route Reflector (RFC2796). К примеру, если в AS будет использоваться большое количество устройств, то выглядит нелогично и неудобно прописывать множество соседей на каждом устройстве. Route Reflector будет выступать в роли “зеркала” и каждый коммутатор будет связан с ним только одним линком. При такой схеме мы получаем, что Route Reflector отправляет своим клиентам маршруты, а клиент не пересылает их дальше, т.к. является конечной точкой, ведь у него нет ни с кем более линков. RR-устройств может быть несколько, но в нашей схеме для примера мы будем использовать всего один. Логика работы этого устройства будет следующей:

Если маршрут был получен от своего клиента, то маршрут будет отправлен всем.
Если RR получил маршрут не от клиента, то такой маршрут будет отправлен только своим клиентам.
Если RR получил маршрут от eBGP-соседа, то он пересылает этот маршрут всем.

Конфигурация устройств

vlan 10,20,333,50
!
Interface Ethernet1/0/5
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 50
!
Interface Ethernet1/0/6
!
Interface Ethernet1/0/7
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
Interface Ethernet1/0/8
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 333
!
Interface Ethernet1/2/1
interface mode cr4
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.1 255.255.255.252
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.1 255.255.255.252
!
interface Vlan50
ip address 5.5.5.1 255.255.255.252
!
interface Vlan333
ip address 3.3.3.1 255.255.255.252
!
router bgp 10
bgp router-id 1.1.1.1
network 1.1.1.0/30
network 2.2.2.0/30
network 3.3.3.0/30
network 5.5.5.0/30
redistribute connected
neighbor 1.1.1.2 remote-as 10
neighbor 1.1.1.2 route-reflector-client
neighbor 2.2.2.2 remote-as 20
neighbor 3.3.3.2 remote-as 10
neighbor 3.3.3.2 route-reflector-client
neighbor 5.5.5.2 remote-as 10
neighbor 5.5.5.2 route-reflector-client
!

SNR S4650X-48FQ

vlan 20
!
vlan 20
name EBGP
!
Interface Ethernet1/1/1
interface mode cr4
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 20
!
interface Vlan20
ip address 2.2.2.2 255.255.255.252
!
router bgp 20
bgp router-id 2.2.2.2
neighbor 2.2.2.1 remote-as 10

vlan 10
!
vlan 10
name iBGP
!
Interface Ethernet1/0/7
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 10
!
interface Vlan10
ip address 1.1.1.2 255.255.255.252
!
router bgp 10
neighbor 1.1.1.1 remote-as 10

vlan 333
!
vlan 333
name RR_TEST
!
Interface Ethernet1/0/9
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 333
!
interface Vlan333
ip address 3.3.3.2 255.255.255.252
!
router bgp 10
bgp router-id 3.3.3.2
neighbor 3.3.3.1 remote-as 10

vlan 50
!
vlan 50
name RR_TEST
!
Interface Ethernet1/0/12
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 50
!
interface Vlan50
ip address 5.5.5.2 255.255.255.252
!
router bgp 10

bgp router-id 5.5.5.2
neighbor 5.5.5.1 remote-as 10

В качестве RR был выбран коммутатор SNR-S300X-24FQ, а клиентами были выбраны три других коммутатора SNR-S300X-24FQ и SNR-S300G-24FX. Как можно заметить, нам не требуется соединять каждое устройство с каждым, т.е использовать Full-Mesh-топологию. Все клиенты подключаются к центральной точке RR и получают всю информацию о маршрутах через него. Это сильно упрощает конфигурацию, особенно на сети оператора, где в схеме участвует гораздо больше устройств. Убедимся, что каждое устройство доступно друг для друга и посмотрим их таблицу маршрутизации:

Выводы команд

sh ip bgp summary
Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
1.1.1.2 4 10 15 18 173 0 0 00:11:45 0
2.2.2.2 4 20 175 186 173 0 0 02:28:03 0
3.3.3.2 4 10 176 187 173 0 0 02:28:03 0
5.5.5.2 4 10 4 5 173 0 0 00:01:55 0
sh ip route
C 1.1.1.0/30 is directly connected, Vlan10 tag:0
C 2.2.2.0/30 is directly connected, Vlan20 tag:0
C 3.3.3.0/30 is directly connected, Vlan333 tag:0
C 5.5.5.0/30 is directly connected, Vlan50 tag:0

sh ip bgp summary
Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/PfxRcd
1.1.1.1 4 10 51 49 1663 0 0 00:40:41 5
sh ip route
C 1.1.1.0/30 is directly connected, Vlan10 tag:0
B 2.2.2.0/30 [200/0] via 1.1.1.1, Vlan10, 00:40:53 tag:0
B 3.3.3.0/30 [200/0] via 1.1.1.1, Vlan10, 00:40:53 tag:0
B 5.5.5.0/30 [200/0] via 1.1.1.1, Vlan10, 00:32:40 tag:0
sh ip route 5.5.5.2
Routing entry for 5.5.5.0/30
  Known via "bgp", distance 200, metric 0, best
  Last update 00:35:45 ago
  * 3.3.3.1, via Vlan333
sh ip bgp 5.5.5.2
BGP routing table entry for 5.5.5.0/30
Paths: (1 available, best #1, table Default-IP-Routing-Table)
  Not advertised to any peer
  Local
3.3.3.1 from 3.3.3.1 (1.1.1.1)
Origin incomplete, localpref 100, valid, internal, best
Last update: 00:37:09
R1#ping 1.1.1.2
Type ^c to abort.
Sending 5 56-byte ICMP Echos to 1.1.1.2, timeout is 2 seconds.
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/3/16 ms
R1#ping 2.2.2.2
Type ^c to abort.
Sending 5 56-byte ICMP Echos to 2.2.2.2, timeout is 2 seconds.
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms
R1#ping 3.3.3.2
Type ^c to abort.
Sending 5 56-byte ICMP Echos to 3.3.3.2, timeout is 2 seconds.
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms
R1#ping 5.5.5.2
Type ^c to abort.
Sending 5 56-byte ICMP Echos to 5.5.5.2, timeout is 2 seconds.
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms

На R2 и R3 таблицы маршрутизации выглядят аналогично, за исключением того, что будет другая подсеть directly connected.

BGP VPN

Часто для изоляции трафика используется VPN, а для их обслуживания создаются VRF. В данном разделе мы рассмотрим пример настройки MPLS VPN (RFC 7432). С принципом работы MPLS можно более подробно ознакомиться в нашем вебинаре. На схеме, разобранной нами ниже, будет рассмотрен только пример общей конфигурации MPLS-домена.

MPLS L3VPN-инфраструктура предполагает обеспечение изоляции клиентских IP-сетей в рамках VPN. VRF определяет принадлежность в VPN подсети за узлом клиентского оборудования, подключенного к граничному маршрутизатору. Интерфейсы граничных маршрутизаторов, обращенные к клиентскому оборудованию, логически связаны с персональными VRF. Для обмена маршрутной информацией между VRF разных граничных маршрутизаторов применяется протокол BGP, а сам BGP в свою очередь оперирует VPN-IPv4 маршрутами. Важно отметить, что VRF – локален для каждого маршрутизатора. Для определения VRF, в который требуется передать маршрут, используется уникальный идентификатор RT. Данный атрибут анонсируется в обновлениях BGP, как атрибут BGP extended community. А чтобы отличать принадлежность маршрута к определенному VPN, к префиксу подсети также добавляется идентификатор RD, который также передается в BGP extended community.

Конфигурация R1 и R2

mpls enable
!
vlan 100
name TEST_VRF
!
Interface Ethernet1/0/5
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 100
!
ip vrf VRF-A
rd 100:10
route-target both 100:10
!
ip vrf VRF-B
rd 100:20
route-target both 100:20
!
interface Vlan100
mtu 2000
label-switching
ldp enable
ip address 10.10.10.1 255.255.255.252
!
interface Loopback100
ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
!
interface Loopback101
ip vrf forwarding VRF-A
ip address 192.168.100.1 255.255.255.255
!
interface Loopback102
ip vrf forwarding VRF-B
ip address 192.168.120.1 255.255.255.255
!
router bgp 10
redistribute connected
redistribute static
neighbor 2.2.2.2 remote-as 10
neighbor 2.2.2.2 update-source 1.1.1.1
address-family vpnv4 unicast
neighbor 2.2.2.2 activate
exit-address-family
address-family ipv4 vrf VRF-A
redistribute connected
redistribute static
exit-address-family
address-family ipv4 vrf VRF-B
redistribute connected
redistribute static
exit-address-family
!
router ldp
router-id 1.1.1.1
transport-address 1.1.1.1

mpls enable
!
vlan 100
name TEST_VRF
!
Interface Ethernet1/0/13
switchport mode trunk
switchport trunk allowed vlan 100
!
ip vrf VRF-A
rd 100:10
route-target both 100:10
!
ip vrf VRF-B
rd 100:20
route-target both 100:20
!
interface Vlan100
mtu 2000
label-switching
ldp enable
ip address 10.10.10.2 255.255.255.252
!
!
interface Loopback100
ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
!
interface Loopback101
ip vrf forwarding VRF-A
ip address 192.168.200.1 255.255.255.255
!
interface Loopback102
ip vrf forwarding VRF-B
ip address 192.168.220.1 255.255.255.255
!
router bgp 10
redistribute connected
redistribute static
neighbor 1.1.1.1 remote-as 10
neighbor 1.1.1.1 update-source 2.2.2.2
address-family vpnv4 unicast
neighbor 1.1.1.1 activate
exit-address-family
address-family ipv4 vrf VRF-A
redistribute connected
redistribute static
exit-address-family
address-family ipv4 vrf VRF-B
redistribute connected
redistribute static
exit-address-family
!
router ldp
router-id 2.2.2.2
transport-address 2.2.2.2

Рассмотрим содержание таблицы маршрутизации на коммутаторах:

Вывод команды “show ip route”

C 1.1.1.1/32 is directly connected, Loopback100 tag:0
O E2 2.2.2.2/32 [110/20] via 10.10.10.2, Vlan100, 01:35:58 tag:0
C 10.10.10.0/30 is directly connected, Vlan100 tag:0

O E2 1.1.1.1/32 [110/20] via 10.10.10.1, Vlan100, 01:36:15 tag:0
C 2.2.2.2/32 is directly connected, Loopback100 tag:0
C 10.10.10.0/30 is directly connected, Vlan100 tag:0

Вывод команды “show ip route vrf VRF-A”

C 192.168.100.1/32 is directly connected, Loopback101 tag:0
B 192.168.200.1/32 [200/0] via 2.2.2.2, 01:38:42 tag:0

B 192.168.100.1/32 [200/0] via 1.1.1.1, 01:40:07 tag:0
C 192.168.200.1/32 is directly connected, Loopback101 tag:0

Вывод команды “show ip route vrf VRF-B”

C 192.168.120.1/32 is directly connected, Loopback102 tag:0
B 192.168.220.1/32 [200/0] via 2.2.2.2, 01:38:47 tag:0

B 192.168.120.1/32 [200/0] via 1.1.1.1, 01:40:23 tag:0
C 192.168.220.1/32 is directly connected, Loopback102 tag:0

Как можно заметить из вывода команд, мы изолировали данные маршруты между собой. Они будут недоступны для друг друга, т.к. находятся в разных VRF.

Подводя итог, BGP – основной связующий протокол в сети Internet. Де-факто он является стандартом для маршрутизации в сети Internet и, соответственно, необходим для большинства поставщиков Интернет-услуг. Кроме того, данный протокол может использоваться не только крупными операторами связи, но и большими частными IP-сетями. Есть множество способов и политик управления маршрутизацией, также изменяющих принцип работы протокола BGP. В данной статье мы затронули только основные принципы работы протокола BGP, его базовую настройку и примеры использования на коммутаторах SNR.

Рекомендуем ознакомиться со статьей: Динамическая маршрутизация OSPF на коммутаторах SNR

Теги: Коммутатор

Динамическая маршрутизация BGP на коммутаторах SNR

Базовая настройка BGP

BFD (Bidirectional Forwarding Detection)