Introducción a BGP. Javier Ger, Mariano Beiró. Facultad de Ingeniería UBA. 2 de noviembre de 2010

Transcripción

1 Facultad de Ingeniería UBA 2 de noviembre de 2010 Introducción a los Sistemas Distribuidos

2 Temario Orígenes y Objetivos de BGP 1 Orígenes y Objetivos de BGP 2 Sesiones EBGP e IBGP RIB (Routing Information Base) 3 4

3 EGP (External Gateway Protocol) Entorno originalmente jerárquico No provee protección contra bucles (loops) Se envía la tabla de ruteo entera a intervalos regulares

4 Internet Orígenes y Objetivos de BGP La topología de Internet cambió a un esquema de proveedores de servicios (ISP) de distintos niveles (tiers) ISPs locales, regionales, globales También cambió el propósito de Internet, de una red de investigación a una red comercial En definitiva, cada vez más, una topología asemejable a un grafo y con requerimientos de tránsito más complejos

5 Entorno complejo (grafo)

6 Objetivos de un protocolo de ruteo de Internet Qué debe soportar el protocolo de ruteo de Internet? Trabajar con topologías complejas Políticas de ruteo complejas para soportar políticas administrativas de cada ISP Escalar anuncios a cientos de miles de rutas Intercambio confiable de información BGPv4 cumple con estos requisitos

7 BGP: Misceláneas BGP es un protocolo del tipo path-vector: secuencia de ASes (1) y dirección del next-hop (2) que conforman una ruta a un cierto destino Transporte confiable de la información de ruteo en TCP (puerto 179) Anuncios incrementales Aplicación ó Protocolo de ruteo? Sistema Autónomo (AS) es un conjunto de routers (equipos de capa 3) bajo una misma autoridad administrativa RFC 4271, del 2006 (actualizó RFC 1771 original de 1995). Varias RFCs con modificaciones

8 BGP: RFCs RFC 4271, A Border Gateway Protocol (BGP-4) (actualiza RFC 1771) RFC 1772, Application of the Border Gateway Protocol in the Internet RFC 1966, BGP Route Reflection: An Alternative to Full-Mesh I-BGP RFC 1997, BGP Communities Attribute RFC 2270, Using a Dedicated AS for Sites Homed to a Single Provider RFC 2385, Protection of BGP Sessions through TCP MD5 Signature RFC 2439, BGP Route Flap Damping RFC 2842, Capabilities Advertisement with BGP-4 RFC 2858, Multiprotocol Extensions for BGP-4 RFC 2918, Route Refresh Capability for BGP-4 RFC 3065, AS Confederations for BGP

9 de BGP Sesiones EBGP e IBGP RIB (Routing Information Base) BGP permite anunciar información de ruteo entre 2 routers Para ello, ambos equipos deben haber establecido una sesión (o conexión lógica) BGP entre ellos, por lo cual se dice que ambos son vecinos (neighbors o peers) Esta sesión BGP se basa en el establecimiento previo de una conexión TCP El tipo de relación BGP entre ambos está determinada por el AS al cual pertenece cada uno de ellos Cada router toma decisiones sobre la información de ruteo recibida Estas decisiones definen, a su vez, la información de ruteo que anunciarán

10 EBGP Orígenes y Objetivos de BGP Sesiones EBGP e IBGP RIB (Routing Information Base) BGP Externo (External BGP). Sesiones BGP Externas Ambos routers en diferentes AS Generalmente entre routers directamente conectados (TTL=1) Anuncia rutas activas aprendidas a través de sesiones EBGP e IBGP Se actualiza el atributo AS-PATH

11 EBGP (continuación) Sesiones EBGP e IBGP RIB (Routing Information Base)

12 IBGP Orígenes y Objetivos de BGP Sesiones EBGP e IBGP RIB (Routing Information Base) BGP Interno (Internal BGP). Sesiones BGP Internas Ambos routers en el mismo AS No necesariamente entre routers directamente conectados (No TTL=1) Confía en el IGP para resolver el ruteo entre ambos extremos de la sesión IBGP (considerar ruteo de tráfico a través de equipos intermedios) Anuncia rutas activas aprendidas a través de sesiones EBGP

13 IBGP (continuación) Sesiones EBGP e IBGP RIB (Routing Information Base) Requerimiento de full-mesh (o grafo completo) El AS-PATH se actualiza sólo en anuncios entre vecinos EBGP. Por lo tanto, se pierde el control de loops y se evitan anuncios de rutas aprendidas a través de IBGP a vecinos IBGP.

14 RIB (Routing Information Base) Sesiones EBGP e IBGP RIB (Routing Information Base)

15 Tipos de Mensaje Todos estos mensajes tienen un encabezado fijo de 19 Bytes (entre otros campos, Tipo de 1 Byte). Open Primer mensaje luego del establecimiento de la sesión TCP. Permite negociar parámetros de la sesión BGP. Campos. Versión, AS Local, Holdtime, BGP ID, Parámetros Opcionales. Keepalive Update Notify Sólo los 19 Bytes del encabezado se intercambian cada 1/3 del Holdtime negociado. Se envían sólo en ausencia de otros mensajes. Permite intercambiar información de ruteo (anunciar nuevas rutas o remover existentes), incluyendo sus atributos. Campos. Longitud de Rutas No Factibles (Unfeasible Routes Length), Rutas Removidas (Withdraw Routes, dupla prefijo/longitud), Longitud Total de Atributos (Total Path Attributes Lengtht), Atributos (Path Attributes, formato TLV), NLRI (dupla prefijo/longitud). Lo envía uno de los peers cuando detecta un error en la sesión BGP y luego cierra tanto esta sesión como la sesión TCP. Campos. Código de Error, Subcódigo de Error, Datos (brinda mayor información para ayudar en la operación).

16 Formato de un Mensaje Update

17 Atributos Orígenes y Objetivos de BGP Los atributos se envían en los mensajes de Update usando el formato TLV. El campo Tipo tiene 2 Bytes, conteniendo los Bits: Bit Opcional (Optional Bit - Bit 0) 0 - Atributo Well-Known. Debe ser reconocido por todas las implementaciones de BGP Discrecional (Discretionary) - Pueden no estar en una ruta en particular Obligatorio (Mandatory) - Deben estar en todas las rutas 1 - Atributo Opcional. Pueden o no ser reconocidos por otras implementaciones Bit Transitivo (Transitive Bit - 1). Los Atributos Opcionales pueden ser 0 - No transitivos. Pueden ser descartados por aquellas implementaciones que no los reconozcan 1 - Transitivos - Aunque no sean reconocidos por otras implementaciones deben ser readvertidos por las mismas Bit Parcial (Partial Bit - 2) Sólo para atributos opcionales, el valor 1 indica que al menos un router BGP en el camino no reconoció el atributo Bit de Longitud Extendida (Extended Length Bit - 3) Valor 0 implica que el campo Longitud del TLV tiene 1 Octeto, Valor 1 el mismo tiene 2 octetos Bits No Usados (Unused Bits - 4-7) Código de Tipo (8-15). El tipo de atributo se codifica en este campo

18 Atributos BGP. Next-Hop Atributo Well-Known/Obligatorio El valor del campo Tipo es 3 Contiene el valor de la dirección IP del próximo salto hacia el destino Se modifica sólo en anuncios EBGP Puede dar lugar a una búsqueda recursiva del próximo salto físico hacia el destino que se instalará en la tabla de rutas

19 Atributos BGP. Local Preference Atributo Well-Known/Discrecional El valor del campo Tipo es 5 Permite el elegir el punto de salida de una red Sólo se anuncia en sesiones IBGP Se prefiere el valor más alto

20 Atributos BGP. AS-PATH Atributo Well-Known/Obligatorio El valor del campo Tipo es 3 Secuencia de ASes que representa las redes que la ruta atravesó Se modifica sólo en anuncios EBGP. El router que anuncia añade su número de AS Evita loops y se usa como métrica (se prefiere el valor de menor longitud) El atributo se lee de derecha a izquierda

21 Atributos BGP. Origin Atributo Well-Known/Obligatorio El valor del campo Tipo es 1 Origen de la ruta en BGP. El valor lo asigna el primer router que anuncia la ruta Se prefiere el valor IGP sobre EGP, y éste sobre Incompleto

22 Atributos BGP. MED Atributo Opcional/No Transitivo El valor del campo Tipo es 4 El atributo no se reenvía mas allá del AS receptor Es decir, se puede recibir a través de una sesión EBGP y será reenviado a través de sesiones IBGP pero no a través de otras sesiones EBGP

23 Atributos BGP. Comunidad Atributo Opcional/Transitivo El valor del campo Tipo es 8 Permite agrupar rutas administrativamente para aplicarles una política en común

24 Estados de BGP Idle Estado inicial. Ante un evento de Start se envía el inicio de un sesión TCP, escucha la inicialización de una sesión TCP (en ambos casos del potencial vecino) y transiciona al estado Connect Connect/Active Estados relacionados con el progreso del establecimiento de la sesión TCP. Connect Retry timer Open Sent Luego del establecimiento de la sesión TCP, se envía un mensaje BGP Open. Espera el mensaje BGP Open del potencial vecino Open Confirm Se recibe (sin errores) el mensaje BGP Open del potencial vecino. Se determina si la sesión es EBGP o IBGP, se negocian holdtime, versión y parámetros opcionales (autenticación, soporte múltiples NLRI) Finalmente, se envía un keepalive y si se recibe un keepalive del otro extremo se transiciona al estado Established Established Conexión BGP completamente establecida (full). Los vecinos (peers o neighbors) están en condiciones de intercambiar información de ruteo

25 Máquina de Estados BGP

26 Selección de Rutas en BGP-Cisco 1 Mayor valor de Weight. Atributo específico de Cisco 2 Mayor valor de Local Preference 3 Ruta originada localmente en el router (aprendida de un IGP en el mismo equipo) 4 Menor (longitud) de AS Path 5 Menor valor de Origin 6 Menor valor de Multiple Exit Discriminator (MED). Sólo si las rutas se aprendieron del mismo AS 7 Prefiere rutas EBGP, sobre rutas de confederaciones EBGP y éstas sobre rutas IBGP 8 Prefiere la ruta con el camino más corto (a través del IGP) hacia el Next Hop BGP 9 Si las rutas provienen del mismo AS y BGP multipath está habilitado, instalar las rutas de igual costo 10 Si BGP multipath no está habilitado, se prefiere la ruta con el Router ID más bajo

27 Selección de Rutas en BGP-Juniper 1 El atributo Next Hop debe ser alcanzable desde el router local (debe existir una ruta hacia él en la tabla de rutas). Caso contrario se descarta la ruta 2 Mayor valor de Local Preference 3 Menor (longitud) de AS Path 4 Menor valor de Origin 5 Menor valor de Multiple Exit Discriminator (MED). Sólo si las rutas se aprendieron del mismo AS 6 Prefiere rutas aprendidas de un peer EBGP sobre aquellas aprendidas de un peer IBGP. Si el resto proviene de un peer BGP, ir al Paso 9 7 Prefiere la ruta con menor métrica de IGP hacia el Next Hop BGP 8 Si se están usando Route Reflector para sesiones IBGP se prefiere la ruta con menor longitud de Cluster-List 9 Prefiere la ruta del peer con menor menor valor numérico de Router ID 10 Prefiere la ruta del peer con menor menor valor numérico de dirección IP de peer

28 Complemento de RFC Route Selection Criteria Generally, additional rules for comparing routes among several alternatives are outside the scope of this document. There are two exceptions: If the local AS appears in the AS path of the new route being considered, then that new route cannot be viewed as better than any other route (provided that the speaker is configured to accept such routes). If such a route were ever used, a routing loop could result. In order to achieve a successful distributed operation, only routes with a likelihood of stability can be chosen. Thus, an AS SHOULD avoid using unstable routes, and it SHOULD NOT make rapid, spontaneous changes to its choice of route. Quantifying the terms unstable and rapid (from the previous sentence) will require experience, but the principle is clear. Routes that are unstable can be penalized (e.g., by using the procedures described in [RFC2439]).

29 Ejemplo I. Configuración de BGP show configuration protocols bgp hold-time 180; group internal-rr-ipv4 { type internal; local-address ; family inet { unicast; } authentication-key Encrypted-Password; ## SECRET-DATA export [ from-ospf-to-bgp redes_clientes]; neighbor { import set-local-preference-200; } neighbor { import set-local-preference-300; } } group external-full-routing { type external; family inet { unicast; } export FullRouting; neighbor { description Salida_Internet; import [ Filtro-Default Preference-400 ]; peer-as 1234; } }

30 Ejemplo II. Configuración de BGP Equipo#show run b router bgp router bgp 1111 neighbor Grupo_BGP peer-group neighbor Grupo_BGP remote-as 1111 neighbor Grupo_BGP description Route Reflector VPN-V4 neighbor Grupo_BGP password D neighbor Grupo_BGP update-source Loopback0 neighbor remote-as 1234 neighbor description PEERING RR ROR1-HOR1 neighbor password D neighbor update-source Loopback0 neighbor version 4 neighbor peer-group Grupo_BGP neighbor description Equipo2 neighbor peer-group Grupo_BGP neighbor description Equipo3! address-family ipv4 no synchronization redistribute ospf 1 route-map OSPF_TAG->BGP neighbor activate neighbor route-map Filtro-Default in neighbor activate neighbor activate no auto-summary exit-address-family!

31 Ejemplo III. Ruta BGP show route protocol bgp extensive inet.0: destinations, routes ( active, 0 holddown, 0 hidden) /16 (2 entries, 1 announced) Nexthop: Self AS path: [3939] I Communities: 11200: : : :10921 Path from Vector len 4. Val: 1 *BGP Preference: 170 Next hop type: Indirect Next-hop reference count: Source: Next hop type: Router, Next hop index: Next hop: via xe-9/3/0.0, selected Label operation: Push Next hop: via xe-2/3/0.0 Label operation: Push Protocol next hop: Indirect next hop: 1502e State: <Active Int Ext> Local AS: 3939 Peer AS: 3939 Age: 4d 2:47:12 Metric: Metric2: 1 Task: BGP_ AS path: I (Originator) Cluster list: AS path: Originator ID: Communities: 11200: : : :10921 Accepted Localpref: 160 Router ID:

32 Ejemplo IV. Internet Full Table Groups: 2 Peers: 4 Down peers: 0 Table Tot Paths Act Paths Suppressed History Damp State Pending inet bgp.l3vpn Peer AS InPkt OutPkt OutQ Flaps Last Up/Dwn State #Act/Rec/Acc/Damp w4d10h /335971/335971/0 0/0/0/ w6d13h 1/335796/335796/0 0/0/0/ w4d12h Establ bgp.l3vpn.0: 0/0/0/ w6d13h Establ bgp.l3vpn.0: 0/0/0/0