Дибров М.В. Маршрутизаторы

Подождите немного. Документ загружается.

соседа устанавливается при помощи одного из протоколов IGP запущенного в

пределах AS.

Протокол BGP, работающий между маршрутизаторами, находящимися

в различных автономных системах, называется внешним протоколом BGP

или протоколом EBGP. Маршрутизаторы, работающие под управлением про-

токола EBGP, обычно непосредственно соединены друг с другом.

IBGP соседи и EBGP соседи показаны на рисунке 22.2

AS 65500

AS 65000

AS 65520

IBGP Соседи

EBGP Соседи

Рисунок 22.2 – IBGP и EBGP соседи в протоколе BGP

22.4 Маршрутизация по политикам

Протокол BGP позволяет принимать решения на уровне АС на основа-

нии политик. Такая установка политик, или правил маршрутизации, известна

как маршрутизация по политикам.

Протокол BGP позволяет задавать политики для определения того, как

данные будут проходить через автономную систему. Эти политики основыва-

ются на атрибутах, которые передаются в маршрутной информации и настра-

иваются непосредственно на маршрутизаторах.

Протокол BGP определяет, что BGP маршрутизатор может объявлять

одноранговым устройствам, находящимся в соседних автономных системах,

только те маршруты, которые он использует сам. Это правило отражает

поэтапную парадигму маршрутизации, повсеместно используемую в Internet в

настоящее время. Некоторые политики не поддерживаются поэтапной (hop-

by-hop) парадигмой маршрутизации и, таким образом, требуют подключения

методов, таких как маршрутизация, исходящая от отправителя. Например,

протокол BGP не позволяет, чтобы одна автономная система посылала тра-

фик на соседнюю автономную систему, с тем, чтобы этот трафик пошел по

маршруту, отличному от того, которым пользуется трафик, происходящий из

331

этой соседней автономной системы. Однако протокол BGP может поддержи-

вать любую политику, соответствующую поэтапной парадигме маршрутиза-

ции. Другими словами, невозможно влиять на то, как соседняя AS маршрути-

зирует трафик, но можно повлиять на то, каким образом трафик попадает в

соседнюю AS.

Из-за того, что современная сеть Internet использует только поэтапную

парадигму маршрутизации и протокол BGP может поддерживать любую по-

литику, соответствующую этой парадигме, протокол BGP является отличным

кандидатом для применения в качестве протокола маршрутизации для обес-

печения связи между автономными системами в современной сети Internet.

22.5 Атрибуты протокола BGP

Маршрутизаторы рассылают сообщения BGP обновлений о сетях полу-

чателях. Эти сообщения включают информацию о метриках протокола BGP,

которые называются атрибутами пути. Вот некоторые термины, определяю-

щие применение этих атрибутов.

– Атрибут может быть стандартным или опциональным, обязательным

или необязательным, транзитивным или нетранзитивным. Атрибут может

также быть частичным.

– Не все комбинации таких характеристик допустимы. Действительно,

атрибуты пути можно разбить на четыре отдельные категории:

– стандартные, обязательные;

– стандартные, необязательные;

– опциональные, транзитивные;

– опциональные, нетранзитивные.

– Только опциональный транзитивный атрибут может быть маркирован

как частичный.

22.5.1 Содержимое сообщения обновления протокола BGP

Сообщение BGP обновления включает последовательность атрибутов

пути, описывающих маршрут, имеющих переменную длину. Атрибуты пути

характеризуются переменной длиной и состоят из следующих трех полей:

– Тип атрибута, который состоит из двух полей длинной в по одному

байту поля флага атрибута и поля кода типа атрибута;

– Длина атрибута;

– Значение атрибута.

Первый бит поля флагов атрибута показывает, является ли атрибут оп-

циональным или известным. Второй бит отражает, является ли опциональный

атрибут транзитивным или нетранзитивным.

332

Третий бит показывает, является ли транзитивный атрибут частичным

или полным. Четвертый бит отражает размер поля атрибута (1 или 2 байта).

Остальные биты флагов не используются и установлены в 0.

22.5.2 Стандартные и опциональные атрибуты

Стандартный атрибут – это атрибут, который описан в одном из доку-

ментов RFC. Такие атрибуты должны распознавать все реализации протокола

BGP. Атрибуты этого типа передаются BGP соседям.

Известный обязательный атрибут должен всегда присутствовать в описа-

нии маршрута. Известный дискретный атрибут не обязательно присутствует в

описании маршрута.

Опциональные атрибуты не обязательно поддерживаются всеми реали-

зациями протокола BGP; это может быть уникальный атрибут, используемый

только в одной реализации протокола. И в том случае, когда он поддержива-

ется, он может быть передан BGP соседям.

Опциональные транзитивные атрибуты – это атрибуты, которые марш-

рутизатор передает на другие BGP маршрутизаторы без изменений. В этом

случае атрибут маркируется как частичный.

Опциональный нетранзитивный атрибут должен удаляться маршрути-

затором, который не использует этот атрибут.

Атрибуты протокола BGP включают следующие:

Известные, обязательные атрибуты:

– атрибут «Путь к AS» (AS-PATH);

– атрибут «Узел следующего перехода» (NEXT-HOP);

– атрибут «Отправитель» (ORIGIN).

Известные, необязательные атрибуты:

– атрибут «Локальный приоритет» (LOCAL PREFERENCE);

– атрибут «Атомарный суммарный» (ATOMIC AGGREGATE).

Опциональные, транзитивные атрибуты:

– атрибут «Составной» (AGGREGATOR);

– атрибут «Сообщество» (COMMUNITY).

Опциональный, нетранзитивный атрибут:

– атрибут «Дискриминатор мультивыходов» (MED – multi-exit-discrim-

inator).

Кроме того, для протокола BGP компания Cisco ввела новый атрибут –

атрибут «Вес» (WEIGHT).

Коды используемые в маршрутизаторах Cisco для обозначения типов

атрибутов представлены в таблице 22.1

333

Таблица 22.1 – Коды типов атрибутов

Атрибут Код типа атрибута

ORIGIN Тип 1

AS-PATH Тип 2

NEXT-HOP Тип 3

MED Тип 4

LOCAL PREFERENCE Тип 5

ATOMIC AGGREGATE Тип 6

AGGREGATOR Тип 7

COMMUNITY Тип 8

ORIGINATOR-ID Тип 9

CLUSTER LIST Тип 10

22.5.3 Атрибут «Путь к AS»

Атрибут «Путь к AS» (AS-PATH) является стандартным обязательным

атрибутом. В случае, когда через автономную систему проходит пакет обнов-

ления маршрута, для этого пакета обновления подготавливается номер AS,

иными словами, он помещается в начало списка. В действительности атрибут

AS-PATH представляет собой список номеров автономных систем, которые

проходит маршрут на пути к получателю. При этом номер автономной систе-

мы, из которой маршрут был послан, помещается в конец списка.

AS 65000

192.168 .3.0/24

AS 64520

192 .168.2.0/24

AS 65500

192.168.1.0/24

Путь к сети 192 .168.1.0/24

равен (64520 ,65500 )

Рисунок 22.3 – Добавление номера AS в атрибут AS-PATH

На рисунке 22.3 сеть 192.168.1.0/24 объявляется маршрутизатором R1 в

AS 65500. Когда этот маршрут пересекает AS 64520, маршрутизатор R2 допи-

сывает в него собственный номер AS. Когда 192.168.1.0/24 достигает маршру-

тизатора R4, к нему уже будет добавлено два номера автономных систем, ко-

торые были пройдены данным маршрутом. С точки зрения маршрутизатора

R4 путь к адресу 192.168.1.0/24 будет представлять собой (64520, 65500).

334

Аналогичные рассуждения справедливы для маршрута 192.168.3.0/24.

Путь от маршрутизатора R1 к 192.168.3.0/24 будет (64520, 65000) – маршрут

проходит AS 64520, а затем AS 65000. Маршрутизатор R3 должен пройти

маршрут (65500) на пути к 192.168.1.0/24 и маршрут (65000) на пути к

192.168.3.0.

Атрибут AS-PATH используется BGP маршрутизаторами для создания

среды, свободной от петель. BGP маршрутизатор не примет маршрут, в кото-

ром номер его собственной AS является частью атрибута AS-PATH.

Номера автономных систем добавляются только маршрутизаторами,

рассылающими объявления о маршрутах своим EBGP соседям. Маршрутиза-

торы, рассылающие объявления о маршрутах IBGP соседям, не изменяют

атрибут AS-PATH.

22.5.4 Атрибут «Узел следующего перехода»

BGP атрибут «Узел следующего перехода» (NEXT-HOP) является стан-

дартным обязательным атрибутом, отражающим IP адрес следующего марш-

рутизатора, находящегося на пути к сети получателю.

Для протокола EBGP следующий узел представляет собой IP адрес со-

седа, на который посылается пакет обновления.

AS 65000

172 .16.10.0/24

AS 64520

172.16.0.0/24

10.1.1.0/30

Рисунок 22.4 – Атрибут NEXT-HOP протокола BGP

На рисунке 22.4 маршрутизатор R1 объявляет 172.16.0.0/24 на маршру-

тизатор R2, с узлом следующего перехода 10.1.1.2, а маршрутизатор R2 объ-

являет 172.16.10.0/24 на маршрутизатор R1, с узлом следующего перехода

10.1.1.1. Поэтому маршрутизатор R1 использует 10.1.1.2 в качестве атрибута

NEXT-HOP для того, чтобы попасть в 172.16.10.0/24, а маршрутизатор R2 ис-

пользует 10.1.1.1 в качестве атрибута NEXT-HOP для того, чтобы получить

доступ к 172.16.0.0/24.

В случае протокола IBGP протокол устанавливает, что следующий узел,

объявленный протоколом EBGP, должен быть передан на протокол IBGP.

Благодаря этому правилу маршрутизатор R2 будет рассылать объявление о

335

маршруте 172.16.0.0 своему соседу по протоколу IBGP, каковым является

маршрутизатор R3, со следующим узлом 10.1.1.1 (адрес маршрутизатора R1).

Поэтому маршрутизатор R3 знает, что следующим узлом к 172.16.0.0 являет-

ся 10.1.1.1, а не 172.16.10.1 (адрес маршрутизатора R2), как это можно было

ожидать.

Поэтому очень важно, чтобы с помощью протокола IGP или статиче-

ского маршрута маршрутизатору R3 был известен маршрут к подсети

10.1.1.0/30. В противном случае из-за того, что он не будет иметь возможно-

сти передавать пакеты на следующий маршрутизатор, лежащий на пути, он

удалит пакеты, направленные на 172.16.0.0/24.

При работе под управлением протокола BGP в широковещательной

сети, такой как Ethernet, BGP маршрутизатор воспользуется соответствую-

щим адресом в качестве адреса следующего перехода, чтобы избежать допол-

нения в сеть дополнительных узлов. Эта возможность иногда называется сле-

дующим узлом третьей стороны.

AS 65000

AS 64520

172.16.0.0/24

10.1.1.0/28

EBGP Соседи EBGP Соседи

172 .16.10.0/24 172.16.20.0/24

Рисунок 22.5 – Применение атрибута NEXT-HOP

в широковещательной сети

Например, на рисунке 22.5 предполагается, что маршрутизаторы R2 и

R3 из AS 65000 работают под управлением протокола IGP. Маршрутизатор

R2 может делать рассылки в сеть 172.20.0.0 через 10.1.1.3. Маршрутизатор R2

устанавливает связь с маршрутизатором R1 с помощью протокола BGP.

Когда маршрутизатор R2 посылает BGP обновление на маршрутизатор R1 от-

носительно 172.20.0.0, он будет использовать в качестве следующего узла ад-

рес маршрутизатора R3 10.1.1.3, а не свой собственный IP адрес (10.1.1.2).

Так происходит из-за того, что сеть, которой принадлежат эти три маршрути-

затора, является широковещательной сетью, поэтому маршрутизатору R1 эф-

фективнее в качестве следующего узла на пути к 172.20.0.0 использовать

маршрутизатор R3, а не создавать дополнительный трафик через маршрутиза-

тор R2.

336

Однако если общей средой между маршрутизаторами является среда

NBMA, могут возникнуть осложнения.

Frame Relay

10.1.1.0./28

AS 65000

AS 64520

172.16.0.0/24

EBGP Соседи EBGP Соседи

172 .16.10.0/24 172 .16.20.0/24

Рисунок 22.6 – Применение атрибута NEXT-HOP

в сети NBMA

Например, на рисунке 22.6 мы видим рассмотренный ранее пример в

видоизмененной топологии, и теперь три маршрутизатора соединены с помо-

щью протокола Frame Relay. Маршрутизатор R2 по-прежнему может достичь

сети 172.20.0.0 через 10.1.1.3. Когда маршрутизатор R2 посылает BGP обнов-

ление на маршрутизатор R1 относительно 172.20.0.0, в качестве узла следую-

щего перехода он будет использовать 10.1.1.3, а не свой собственный IP адрес

10.1.1.2. Затруднение возникнет, когда маршрутизаторы R1 и R3 не будут

иметь возможности производить обмен данными непосредственно между со-

бой, другими словами, если маршрутизаторы R1 и R3 не имеют виртуального

канала между собой. Маршрутизатор R1 не будет иметь информации об адре-

се следующего узла на маршрутизатор R3.

Такого поведения маршрутизаторов можно избежать, настроив маршру-

тизатор R2 таким образом, чтобы он объявлял самого себя в качестве адреса

следующего перехода для маршрутов, посланных на маршрутизатор R1.

22.5.5 Атрибут «Локальный приоритет»

Атрибут «Локальный приоритет» (LOCAL PREFERENCE) – стандарт-

ный необязательный атрибут, который содержит информацию для маршрути-

заторов автономной системы о том, какой путь может быть предпочтитель-

337

ным для выхода из нее. Предпочтительным является путь, локальный приори-

тет которого выше.

Атрибут LOCAL PREFERENCE является атрибутом, который настраи-

вается непосредственно на маршрутизаторе и обмен которым производится

только между маршрутизаторами, принадлежащими одной и той же автоном-

ной системе. По умолчанию значение локального приоритета для маршрути-

заторов Cisco равно 100.

Термин «локальный» имеет отношение ко всему, что находится внутри

автономной системы. Атрибут LOCAL PREFERENCE рассылается только

внутренним BGP соседям; он не передается между EBGP устройствам.

AS 64520

AS 65350

AS 65250 AS 65000

AS 65500

LP=200

LP=150

Рисунок 22.7 – Применение атрибута LOCAL PREFERENCE

На рисунке 22.7 AS 64520 принимает пакеты обновления о сети

172.16.0.0 сразу в двух направлениях. Предположим, что LOCAL

PREFERENCE на маршрутизаторе R1 для сети 172.16.0.0 установлен равным

200, а локальный приоритет на маршрутизаторе R2 для сети 172.16.0.0 уста-

новлен равным 150. Из-за того что обмен информацией о локальном приори-

тете производится в пределах AS 64520, весь трафик в AS 64520, адресован-

ный к сети 172.16.0.0, будет послан на маршрутизатор R1 как на выходную

точку из AS 64520.

338

22.5.6 Атрибут MED

Атрибут MED, упоминаемый также как метрика, является необязатель-

ным нетранзитивным атрибутом. Атрибут MED в протоколе BGP v3 был из-

вестен как атрибут, описывающий отношения между автономными система-

ми.

Атрибут MED сообщает внешним соседям об оптимальном пути в авто-

номной системе. Это динамический способ влияния одних автономных си-

стем на другие, каким способом при наличии множества точек входа в авто-

номную систему, выбирается определенный маршрут. Предпочтение отдается

более низким значениям атрибута.

Атрибут MED делает протокол BGP единственным протоколом, кото-

рый может попытаться влиять на то, как маршруты посылаются в автоном-

ную систему.

В отличие от атрибута LOCAL PREFERENCE, атрибут MED может

передаваться между автономными системами. Атрибут MED передается в ав-

тономной системе и используется там, но не проходит в следующие AS.

Когда аналогичный пакет обновления передается на другую автономную си-

стему, метрика устанавливается назад в значение по умолчанию, равное 0.

По умолчанию маршрутизатор будет сравнивать атрибуты MED только

у путей от соседей одной автономной системы.

AS 65000

172 .16.20.0/24

AS 65000

172 .16.0.0/24

MED =150 MED=200

Рисунок 22.8 – Применение атрибута MED

На рисунке 22.8 атрибут MED маршрутизатора R2 имеет значение 150,

а атрибут MED маршрутизатора R3 – 200. Когда маршрутизатор R1 принима-

ет пакеты обновления от маршрутизаторов R2 и R3, он выбирает маршрутиза-

339

тор R2 в качестве лучшего следующего узла для того, чтобы получить доступ

к AS 65500. Такое решение принимается из-за того, что значение 150 меньше

значения 200.

По умолчанию сравнение атрибутов MED осуществляется только в том

случае, когда соседняя автономная система является единственной для всех

рассматриваемых маршрутов. Для того чтобы маршрутизатор имел возмож-

ность сравнения метрик, поступающих от соседей из различных автономных

систем, необходимо настроить маршрутизатор командой bgp always-compare-

med.

22.5.7 Атрибут «Отправитель»

Атрибут «Отправитель» (ORIGIN) является стандартным обязательным

атрибутом, определяющим источник информации о пути. Атрибут ORIGIN

может принимать одно из трех следующих значений.

IGP – маршрут является внутренним по отношению к первоначальной

АС. Такое обычно происходит, когда для объявления маршрута через прото-

кол BGP используется команда network. Протокол IGP обозначается в табли-

це протокола BGP символом «i».

EGP – маршрут был получен с помощью внешнего шлюзового протоко-

ла. Он обозначается в таблице протокола BGP символом «e».

Incomplete – отправитель такого маршрута неизвестен или был опреде-

лен с помощью других средств. Такая ситуация обычно происходит тогда,

когда маршрут был перераспределен в протокол BGP, такой отправитель

обозначается в таблице протокола BGP символом «?».

22.5.7 Атрибут «Сообщество»

– Сообщества протокола BGP являются одним из способов фильтрации

входящих или исходящих маршрутов. BGP-сообщества позволяют маршрути-

заторам помечать маршруты соответствующим индикатором (сообщество –

COMMUNITY) и позволяет другим маршрутизаторам принимать решения на

основании этого индикатора. Любой BGP маршрутизатор может помечать

маршруты во входящих и исходящих пакетах обновления или в то время,

когда выполняет перераспределение. Любой BGP маршрутизатор может

фильтровать маршруты во входящих или исходящих пакетах обновления или

выбирать предпочтительные маршруты на основании данных о сообществе.

BGP сообщества используются для получателей (маршрутов), которые

разделяют некоторые общие свойства и поэтому могут разделять общие поли-

тики, правила; таким образом, маршрутизаторы воздействуют на целые сооб-

щества, а не только на отдельные маршруты. Сообщества не ограничиваются

одной сетью или одной АС и не имеют физических границ.

340