Как настроить BGP Route Confederation на маршрутизаторах Cisco

Рассмотрим, как настроить BGP Route Confederation на маршрутизаторах Cisco для работы iBGP внутри автономной системы (AS). Технология BGP Route Confederation применяется, например, для сокращения большого количества iBGP-соединений, или когда нужно выделить некоторую область другому администратору, чтоб тот полностью мог управлять своей sub-AS (подавтономная система).

iBGP требует full mesh peerings (полносвязная топология соседей). Подробнее о iBGP и full mesh можно узнать в этой статье.

Чтобы уменьшить количество одноранговых узлов iBGP, можно использовать два метода:

• BGP Route Reflector
• BGP Route Confederation

Содержание:

1. Введение
2. Топология
3. Задачи
   1. Настройка маршрутизатора R1
   2. Настройка маршрутизатора R2
   3. Настройка маршрутизатора R3
   4. Настройка маршрутизатора R4
   5. Настройка маршрутизатора R5
4. Настройка технологии BGP Route Confederation
5. Проверка работы
6. Выводы

Введение

BGP Route Confederation позволяет всем участникам iBGP в сети узнавать о доступных маршрутах без петель маршрутизации. Рассмотрим пример топологии full mesh:

Представлена сеть из 6 маршрутизаторов iBGP. Используя формулу full mesh N(N-1)/2, где N — это количество маршрутизаторов, можно рассчитать количество смежностей между одноранговыми узлами (соседями) iBGP:

6(6-1)/2 = 15

BGP Route Confederation делит AS на подавтономные системы sub-AS, чтобы уменьшить количество требуемых iBGP-соединений. В рамках sub-AS по-прежнему требуется iBGP с full mesh, но между этими sub-AS используется что-то, что выглядит как eBGP, но ведет себя как iBGP (это и называется BGP Route Confederation). Вот пример того, как могла бы выглядеть BGP Route Confederation:

При разделении основной АS на две sub-AS, число одноранговых узлов iBGP сократится с 15 до 8.

В рамках sub-AS всё ещё требуется iBGP с full mesh. Между sub-AS настройка происходит так же, как и в eBGP. За переделами сети номера sub-AS не видны, виден только основной номер AS. Часто можно заметить, что для sub-AS используются частные номера AS (64512 — 65535), но также можно выбрать любой другой номер.

Топология

Исследуемая топология состоит из пяти маршрутизаторов (Cisco 1941 с образом Cisco IOS Release 15.4 IP Base). Допускается использование маршрутизаторов других моделей, а также других версий операционной системы Cisco IOS. В зависимости от модели устройства и версии Cisco IOS, доступные команды и результаты их выполнения могут отличаться от тех, которые показаны в этой статье.

Схема топологии следующая:

На топологии представлена AS 2, которая разделена на две sub-AS — AS 10 и AS 20. Сверху также есть AS 1, которую будем использовать, чтобы посмотреть, как видна конфедерация BGP Route Confederation за пределами сети.

Задачи

1. Базовые настройки, применение OSPF и BGP.
2. Настройка BGP Route Confederation на маршрутизаторах в AS 2.
3. Проверка работы технологии командами show.

Настройка маршрутизатора R1

hostname R1
no ip domain-lookup
line con 0
logging synchronous
exec-timeout 0 0

interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface Loopback0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
exit

Настройка маршрутизатора R2

hostname R2
no ip domain-lookup
line con 0
logging synchronous
exec-timeout 0 0

interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.10.2 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface GigabitEthernet0/1
ip address 192.168.20.2 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface GigabitEthernet0/2
ip address 192.168.40.2 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface Loopback0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
exit

Настройка маршрутизатора R3

hostname R3
no ip domain-lookup
line con 0
logging synchronous
exec-timeout 0 0

interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.20.3 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface GigabitEthernet0/1
ip address 192.168.30.3 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface Loopback0
ip address 3.3.3.3 255.255.255.0
exit

Настройка маршрутизатора R4

hostname R4
no ip domain-lookup
line con 0
logging synchronous
exec-timeout 0 0

interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.40.4 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface GigabitEthernet0/1
ip address 192.168.50.4 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface Loopback0
ip address 4.4.4.4 255.255.255.0
exit

Настройка маршрутизатора R5

hostname R5
no ip domain-lookup
line con 0
logging synchronous
exec-timeout 0 0

interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.50.5 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface GigabitEthernet0/1
ip address 192.168.30.5 255.255.255.0
no shutdown
exit

interface Loopback0
ip address 5.5.5.5 255.255.255.0
exit

Настройка технологии BGP Confederation

Маршрутизаторы R2, R3 и R4 имеют loopback-интерфейсы, которые будут использоваться для iBGP. Но сначала необходимо настроить IGP (применим OSPF) для объявлений сетей loopback в AS 2:

Маршрутизатор R2:

router ospf 1
network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0
network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0

Маршрутизатор R3:

router ospf 1
network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0
network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0

Маршрутизатор R4:

router ospf 1
network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0
network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 0

Маршрутизатор R5:

router ospf 1
network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0
network 5.5.5.5 0.0.0.0 area 0

Теперь можно переходить к настройке BGP Route Confederation. Прежде всего, когда на маршрутизаторе настраивается BGP, необходимо использовать номер sub-AS как номер процесса BGP. Далее нужно использовать команду bgp confederation identifier, чтобы задать BGP основной номер AS (в примере это AS 2). Также нужно указать все другие номера sub-AS с помощью команды bgp confederation peers, в примере это только AS 20:

Маршрутизатор R2:

router bgp 10
bgp confederation identifier 2
bgp confederation peers 20
neighbor 4.4.4.4 remote-as 10
neighbor 4.4.4.4 update-source loopback 0
neighbor 3.3.3.3 remote-as 20
neighbor 3.3.3.3 update-source loopback 0
neighbor 3.3.3.3 ebgp-multihop 2

Настройка маршрутизатора R3 немного отличается, поскольку он находится в другой sub-AS. Необходимо использовать те же правила, что и eBGP, которые включают в себя настройку multihop, если используется loopback:

Маршрутизатор R3:

router bgp 20
bgp confederation identifier 2
bgp confederation peers 10
neighbor 2.2.2.2 remote-as 10
neighbor 2.2.2.2 update-source loopback 0
neighbor 2.2.2.2 ebgp-multihop 2
neighbor 5.5.5.5 remote-as 20
neighbor 5.5.5.5 update-source loopback 0

Настройка R3 аналогична настройке R2. Указываем использование AS 20, в то время как основная AS равна 2. Единственная sub-AS равна 10, также имеются два соседа: один соседний iBGP и один соседний eBGP (BGP Route Confederation):

Маршрутизатор R4:

router bgp 10
bgp confederation identifier 2
bgp confederation peers 20
neighbor 2.2.2.2 remote-as 10
neighbor 2.2.2.2 update-source loopback 0
neighbor 5.5.5.5 remote-as 20
neighbor 5.5.5.5 update-source loopback 0
neighbor 5.5.5.5 ebgp-multihop 2

Маршрутизатор R5:

router bgp 20
bgp confederation identifier 2
bgp confederation peers 10
neighbor 4.4.4.4 remote-as 10
neighbor 4.4.4.4 update-source loopback 0
neighbor 4.4.4.4 ebgp-multihop 2
neighbor 3.3.3.3 remote-as 20
neighbor 3.3.3.3 update-source loopback 0

Между маршрутизаторами R1 и R2 настраиваем eBGP:

Маршрутизатор R1:

router bgp 1
network 1.1.1.0 mask 255.255.255.0
neighbor 192.168.10.2 remote-as 2

Маршрутизатор R2:

router bgp 10
network 192.168.10.0 mask 255.255.255.0
neighbor 192.168.10.1 remote-as 1

Проверка работы

Чтобы увидеть различие в использовании iBGP и eBGP, создамим ещё один интерфейс loopback на маршрутизаторе R5:

interface loopback 5
ip address 55.55.55.55 255.255.255.0

Объявим эту сеть в BGP для рассылки:

router bgp 20
network 55.55.55.0 mask 255.255.255.0

Сначала посмотрим эту сеть в таблице BGP R3, поскольку этот маршрутизатор находится в той же sub-AS, что и R5:

show ip bgp 55.55.55.0

BGP routing table entry for 55.55.55.0/24, version 4
Paths: (1 available, best #1, table default)
Flag: 0x100
Advertised to update-groups:
1
Refresh Epoch 1
Local
5.5.5.5 (metric 2) from 5.5.5.5 (192.168.50.5)
Origin IGP, metric 0, localpref 100, valid, confed-internal, best
rx pathid: 0, tx pathid: 0x0

Эта запись выглядит почти так же, как и обычный iBGP, но есть одно важное отличие — маршрут помечен как confed-internal, что означает, что он поступает с маршрутизатора iBGP в пределах одной и той же sub-AS. Давайте проверим R2:

show ip bgp 55.55.55.0

BGP routing table entry for 55.55.55.0/24, version 5
Paths: (1 available, best #1, table default)
Advertised to update-groups:
2 3
Refresh Epoch 1
(20)
5.5.5.5 (metric 3) from 3.3.3.3 (3.3.3.3)
Origin IGP, metric 0, localpref 100, valid, confed-external, best
rx pathid: 0, tx pathid: 0x0

BGP Route Confederation использует новый атрибут BGP, называемый AS_CONFED_SET. Этот «набор конфедерации» добавляет список к sub-AS. В выводе выше можно увидеть (20), что этот маршрут исходил от другой sub-AS (20).

Когда этот маршрут отправится в другую AS, все номера sub-AS будут удалены.

Давайте посмотрим, что R1 в AS 1 думает о маршруте 55.55.55.0/24:

show ip bgp 55.55.55.0

BGP routing table entry for 55.55.55.0/24, version 3
Paths: (1 available, best #1, table default)
Not advertised to any peer
Refresh Epoch 1
2
192.168.10.2 from 192.168.10.2 (2.2.2.2)
Origin IGP, localpref 100, valid, external, best
rx pathid: 0, tx pathid: 0x0

R1 видит только AS 2, поэтому вся информация о sub-AS остается в конфедерации BGP.

Рассмотрим ещё один пример. Ранее на R1 была настроена сеть loopback 1.1.1.0/24 и объявлена по BGP. Посмотрим, узнал ли R2 об этой сети:

show ip bgp 1.1.1.0

BGP routing table entry for 1.1.1.0/24, version 7
Paths: (1 available, best #1, table default)
Advertised to update-groups:
1 2
Refresh Epoch 1
1
192.168.10.1 from 192.168.10.1 (1.1.1.1)
Origin IGP, metric 0, localpref 100, valid, external, best
rx pathid: 0, tx pathid: 0x0

Можно заметить информацию о eBGP. Теперь посмотрим сеть на маршрутизаторе R4, который находится в той же sub-AS:

show ip bgp 1.1.1.0

BGP routing table entry for 1.1.1.0/24, version 7
Paths: (1 available, best #1, table default)
Advertised to update-groups:
2
Refresh Epoch 1
1
192.168.10.1 (metric 2) from 2.2.2.2 (2.2.2.2)
Origin IGP, metric 0, localpref 100, valid, confed-internal, best
rx pathid: 0, tx pathid: 0x0

R4 видит маршрут и распознает его как «confed-internal». Давайте проверим R3:

show ip bgp 1.1.1.0

BGP routing table entry for 1.1.1.0/24, version 7
Paths: (1 available, best #1, table default)
Advertised to update-groups:
2
Refresh Epoch 1
(10) 1
192.168.10.1 (metric 2) from 2.2.2.2 (2.2.2.2)
Origin IGP, metric 0, localpref 100, valid, confed-external, best
rx pathid: 0, tx pathid: 0x0

R3 находится в другой sub-AS и распознает маршрут как «confed-external».  Важно отметить, что IP-адрес следующего перехода не изменился. Когда используется обычный eBGP, маршрутизатор изменяет IP-адрес следующего перехода маршрута на собственный IP-адрес при отправке маршрута на другой маршрутизатор eBGP.

Номер sub-AS из R2 был добавлен, путь AS теперь (10) 1.

Давайте проверим последний маршрутизатор R5:

show ip bgp 1.1.1.0

BGP routing table entry for 1.1.1.0/24, version 9
Paths: (2 available, best #1, table default)
Advertised to update-groups:
1
Refresh Epoch 1
(10) 1
192.168.10.1 (metric 3) from 3.3.3.3 (3.3.3.3)
Origin IGP, metric 0, localpref 100, valid, confed-internal, best
rx pathid: 0, tx pathid: 0x0
Refresh Epoch 1
(10) 1
192.168.10.1 (metric 3) from 4.4.4.4 (4.4.4.4)
Origin IGP, metric 0, localpref 100, valid, confed-external
rx pathid: 0, tx pathid: 0

R5 имеет два варианта: он узнает об этом маршруте от R3 (confed-internal) или R4 (confed-external). Он выбрал «confed-internal», как лучший.

Выводы

Спасибо за уделенное время на прочтение статьи. Теперь Вы умеете настраивать BGP Route Confederation на маршрутизаторе Cisco.

Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях.

Подписывайтесь на обновления нашего блога и оставайтесь в курсе новостей мира инфокоммуникаций!

Чтобы знать больше и выделяться знаниями среди толпы IT-шников, записывайтесь на курсы Cisco, курсы по кибербезопасности, полный курс по кибербезопасности, курсы DevNet / DevOps (программируемые системы) от Академии Cisco, курсы Linux от Linux Professional Institute на платформе SEDICOMM University (Университет СЭДИКОММ).