BGP路由协议排错指南

《BGP路由协议排错指南》是对复杂的BGP网络进行排错的指南，详细讲解了在Cisco IOS、IOS XR和NX-OS等操作系统上进行BGP排错的相关知识。本书涵盖了在混合服务提供商和企业环境中部署BGP时会遇到的各种问题（比如BGP对端变慢、RT约束过滤、BGP路由缺失、网络的扩展性和收敛等）以及相应的解决方案。 《BGP路由协议排错指南》共分为15章，内容包括BGP基础、通用的排错方法、排查BGP对等体的问题、路由通告和BGP策略的排错、BGP收敛的排错、排查BGP引起的平台问题、BGP的扩展、BGP边界架构的排错、保障BGP的安全、MPLS三层VPN、MPLS L2VPN服务的BGP、服务提供商的IPv6 BGP、VxLAN BGP EVPN、BGP高可用性、BGP的增强特性等内容。 《BGP路由协议排错指南》适合网络顾问、系统/支持工程师、网络运维人员以及备考CCNP/CCIE的学生阅读。

Vinit Jain，CCIE #22854（R&S、SP、安全和DC），Cisco HTTS（高端技术支持）工程师，为Cisco客户提供复杂路由技术方面的支持。在加入Cisco之前，Vinit曾经担任CCIE培训师和网络顾问。除了在网络方面的专业知识外，他还拥有软件开发方面的经验，这也是他职业生涯的开始。 Vinit拥有Cisco、微软、Sun、VMware和Oracle等多家厂商的认证，同时也持有道德黑客认证（CHE）。Vinit是Cisco Live和其他多个论坛的演讲嘉宾，其中包括NANOG。Vinit毕业于德里大学数学系，并在印度Kuvempu大学获得信息技术硕士学位。Vinit已婚，目前居住于北卡罗来纳州的RTP（三角研究园）。 Brad Edgeworth，CCIE #31574（R＆S和SP），在Cisco担任系统工程师和技术负责人。Brad是Cisco Live杰出的演讲者，他曾jiu多个主题发表过演讲。在加入Cisco之前，Brad曾担任网络架构师，并为多家财富500强公司提供咨询服务。Brad持有的其他认证包括CCDP（Cisco认证设计专家）和MCSE（微软认证系统工程师）。Brad一直从事IT领域的工作，从架构和运营的角度重点关注企业和服务提供商网络环境。Brad拥有得克萨斯州奥斯汀圣爱德华大学计算机系统管理学士学位。

第 1章　BGP基础1

1.1　边界网关协议1

1.1.1　自治系统号2

1.1.2　路径属性2

1.1.3　环路预防2

1.1.4　地址家族3

1.1.5　BGP会话3

1.2　路由器间通信4

1.3　BGP消息4

1.3.1　OPEN5

1.3.2　KEEPALIVE5

1.3.3　UPDATE6

1.3.4　NOTIFICATION消息6

1.4　BGP邻居状态6

1.4.1　空闲（Idle）6

1.4.2　连接（Connect）7

1.4.3　主动发送OPEN消息（Active）7

1.4.4　OPEN消息已发送（OpenSent）7

1.4.5　OPEN消息已确认（OpenConfirm）8

1.4.6　已建立（Established）8

1.5　BGP基本配置8

1.5.1　IOS8

1.5.2　IOS XR9

1.5.3　NX-OS10

1.5.4　验证BGP会话10

1.5.5　前缀通告13

1.5.6　BGP最优路径计算15

1.6　路由过滤和处理16

1.7　IBGP17

1.7.1　IBGP全互联需求18

1.7.2　通过环回地址建立对等体关系19

1.8　EBGP20

1.8.1　EBGP和IBGP拓扑21

1.8.2　下一跳处理23

1.9　IBGP扩展性24

1.10　路由反射器中的环路预防25

1.11　带外路由反射器26

1.12　BGP团体28

1.13　路由汇总29

1.13.1　聚合地址30

1.13.2　灵活的路由抑制31

1.13.3　原子聚合31

1.13.4　使用AS_SET实现路由聚合32

1.13.5　使用AS_SET有选择地通告路由聚合32

1.13.6　通告默认路由32

1.13.7　针对某个邻居通告默认路由32

1.14　移除私有AS33

1.15　允许AS33

1.16　本地AS33

1.17　总结34

第 2章　通用的排错方法35

2.1　辨别问题35

2.2　理解变量36

2.3　重现问题36

2.3.1　搭建实验环境37

2.3.2　配置实验设备39

2.3.3　触发事件42

2.4　嗅探器—数据包捕获43

2.4.1　Cisco IOS上的SPAN44

2.4.2　Cisco IOS XR上的SPAN45

2.4.3　Cisco NX-OS上的SPAN46

2.4.4　远程SPAN48

2.5　与平台相关的数据包捕获工具49

2.5.1　Netdr捕获工具49

2.5.2　内嵌数据包捕获工具51

2.5.3　Ethanalyzer53

2.6　日志56

2.7　事件监控器/追踪器59

2.8　总结62

第3章　排查对等体问题63

3.1　BGP对等体失效的问题63

3.1.1　检查配置64

3.1.2　检查可达性66

3.1.3　揭秘BGP通知73

3.1.4　解码BGP消息76

3.1.5　在IOS XR中排查进程阻塞的问题79

3.1.6　IOS XR中的BGP追踪消息81

3.1.7　NX-OS中的BGP追踪消息83

3.1.8　调试BGP85

3.1.9　IPv6对等体的排错86

3.1.10　案例研究—单会话与多会话87

3.2　BGP对等体翻动问题88

3.2.1　错误的BGP更新消息89

3.2.2　保持计时器超时89

3.2.3　MTU不匹配的问题92

3.2.4　高CPU利用率导致的控制平面翻动96

3.2.5　控制平面限速98

3.3　动态BGP对等体107

3.3.1　动态BGP对等体的配置107

3.3.2　动态BGP的难题109

3.4　总结110

第4章　路由通告和BGP策略的排错111

4.1　BGP路由通告的排错111

4.1.1　本地路由通告问题111

4.1.2　路由聚合问题113

4.1.3　路由重分布问题115

4.1.4　BGP表117

4.1.5　接收并查看路由118

4.2　缺失BGP路由的排错119

4.2.1　下一跳检查失败121

4.2.2　不良网络设计123

4.2.3　有效性检查失败124

4.2.4　BGP团体属性129

4.2.5　使用路由策略过滤前缀134

4.3　条件匹配135

4.3.1　访问控制列表（ACL）135

4.3.2　前缀匹配135

4.3.3　正则表达式137

4.3.4　BGP团体属性的条件匹配143

4.4　BGP路由器策略的排错143

4.4.1　IOS和NX-OS上的prefix-list144

4.4.2　IOS和NX-OS上的AS-Path ACL146

4.4.3　route-map的处理过程148

4.4.4　IOS和NX-OS上的route-map149

4.4.5　IOS XR中的route-policy语言152

4.4.6　路由策略的不完整配置154

4.5　BGP的条件调试154

4.6　总结158

第5章　BGP收敛的排错159

5.1　理解BGP路由收敛159

5.1.1　BGP更新组161

5.1.2　BGP更新的生成164

5.2　收敛问题的排错168

5.2.1　更快速的故障检测169

5.2.2　IOS XR设备上的BGP收敛排错176

5.2.3　NX-OS设备上的BGP收敛排错182

5.3　BGP慢对等体184

5.3.1　BGP慢对等体现象185

5.3.2　BGP慢对等体检测186

5.3.3　解决方案188

5.3.4　与慢对等体相关的show命令192

5.4　BGP路由翻动的排错192

5.5　总结195

第6章　排查BGP引起的平台问题196

6.1　排查BGP引起的高CPU利用率问题196

6.1.1　在Cisco IOS平台上排查BGP引起的高CPU利用率问题196

6.1.2　在IOS XR平台上排查BGP引起的高CPU利用率问题201

6.1.3　在NX-OS平台上排查BGP引起的高CPU利用率问题205

6.2　排查BGP引起的内存问题209

6.2.1　TCAM内存210

6.2.2　在Cisco IOS平台上排查内存问题211

6.2.3　在IOS XR平台上排查内存问题214

6.2.4　在NX-OS平台上排查内存问题217

6.2.5　重启进程220

6.3　总结220

第7章　BGP的扩展221

7.1　Internet路由表增长带来的影响221

7.2　各个Cisco平台上大规模的Internet表223

7.3　大规模BGP功能225

7.3.1　调整BGP内存226

7.3.2　调整BGP CPU230

7.3.3　出向路由过滤（ORF）241

7.3.4　最大前缀246

7.3.5　BGP最大AS248

7.3.6　BGP最大邻居251

7.4　在大规模BGP中使用路由反射器252

7.4.1　BGP路由反射器集群253

7.4.2　BGP多样路径271

7.5　路由服务器279

7.6　总结285

第8章　BGP边界架构的排错286

8.1　BGP多宿主和多路径286

8.1.1　服务提供商网络中的可恢复性288

8.1.2　EBGP和IBGP多路径的配置288

8.1.3　EIBGP多路径290

8.1.4　AS-PATH放松294

8.2　理解BGP路径选择294

8.2.1　路由路径选择中的最长匹配294

8.2.2　BGP最优路径概述295

8.3　BGP最优路径的排错303

8.3.1　可视化拓扑304

8.3.2　路由表的路径选择307

8.4　BGP多宿主中的常见问题308

8.4.1　传输路由308

8.4.2　竞争条件带来的问题309

8.4.3　交叉链路上的对等体关系314

8.4.4　IBGP的全互联321

8.4.5　向IGP中重分布BGP带来的问题322

8.5　总结326

第9章　保障BGP的安全327

9.1　保障BGP安全的需要327

9.2　保障BGP会话的安全328

9.2.1　明确配置对等体328

9.2.2　BGP会话认证331

9.2.3　EBGP多跳333

9.2.4　过滤335

9.3　保障域间路由的安全336

9.3.1　S-BGP342

9.3.2　soBGP344

9.3.3　BGP起源AS确认346

9.4　BGP远程触发的黑洞过滤362

9.5　BGP Flowspec364

9.6　总结375

第 10章　MPLS三层VPN（L3VPN）376

10.1　MPLS VPN376

10.2　MPLS三层VPN（L3VPN）概述377

10.2.1　虚拟路由转发378

10.2.2　路由区分符379

10.2.3　路由目标379

10.2.4　多协议BGP（MP-BGP）380

10.2.5　PE路由器和CE路由器之间的网络通告380

10.3　MPLS三层VPN的配置381

10.3.1　VRF的创建和关联381

10.3.2　检查VRF的设置和联通性384

10.3.3　MPLS转发387

10.3.4　VPNv4和PE-CE前缀的BGP配置388

10.4　MPLS L3VPN的排错396

10.4.1　PE-CE路由器之间的默认路由通告397

10.4.2　与AS-PATH相关的问题397

10.4.3　VPNv4路由反射器带来的次优路由402

10.4.4　排查与路由目标相关的问题407

10.4.5　MPLS L3VPN服务410

10.4.6　RT限制419

10.4.7　MPLS VPN标签交换422

10.4.8　MPLS转发423

10.5　总结425

第 11章　MPLS L2VPN服务的BGP426

11.1　L2VPN服务426

11.1.1　术语428

11.1.2　虚拟专线服务429

11.1.3　虚拟专用LAN服务439

11.2　总结462

第 12章　服务提供商的IPv6 BGP463

12.1　IPv6 BGP特性和概念463

12.1.1　IPv6 BGP下一跳463

12.1.2　IPv4传输上的IPv6可达性467

12.1.3　IPv6下一跳上的IPv4路由472

12.1.4　IPv6 BGP策略审计473

12.2　MPLS上的6PE（IPv6提供商边缘路由器）476

12.2.1　6PE配置478

12.2.2　6PE的检查和排错482

12.3　6VPE（IPv6 VPN提供商边缘）487

12.3.1　兼容IPv6的VRF488

12.3.2　6VPE下一跳489

12.3.3　6VPE数据平面491

12.3.4　6VPE配置492

12.3.5　检查6VPE控制平面493

12.3.6　检查6VPE数据平面497

12.4　总结501

第 13章　VxLAN BGP EVPN502

13.1　理解VxLAN502

13.1.1　VxLAN数据包结构503

13.1.2　VxLAN网关类型504

13.2　VxLAN叠加505

13.3　VxLAN BGP EVPN概述512

13.3.1　分布式任播网关512

13.3.2　ARP抑制513

13.3.3　IRB（集成的路由/桥接）模式514

13.3.4　多协议BGP515

13.3.5　VxLAN BGP EVPN的配置和验证517

13.4　总结541

第 14章　BGP高可用性542

14.1　BGP平滑重启542

14.2　BGP不间断路由548

14.3　双向转发检测558

14.3.1　异步模式558

14.3.2　异步模式的响应功能559

14.3.3　配置和验证560

14.3.4　BFD问题的排错568

14.4　BGP快速外部故障切换569

14.5　BGP Add-Path569

14.6　BGP最优外部路由580

14.7　BGP FRR和与前缀无关的收敛583

14.7.1　BGP PIC核心583

14.7.2　BGP PIC边缘585

14.8　总结592

第 15章　BGP的增强特性593

15.1　使用BGP分发链路状态593

15.1.1　BGP-LS NLRI596

15.1.2　BGP-LS路径属性598

15.1.3　BGP-LS的配置598

15.2　使用BGP建立隧道605

15.3　提供商骨干桥接：以太网VPN（PBB-EVPN）607

15.3.1　EVPN NLRI和路由608

15.3.2　EVPN扩展团体属性609

15.3.3　EVPN的配置和验证610

15.4　总结618