REDES MPLS BGP PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM

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1 REDES MPLS BGP PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM

2 Roteiro Introdução ao BGP Sistema Autonômo Fundamentos do BGP Sessão BGP Cabeçalho BGP Mensagem BGP Tabelas BGP Estados do BGP

3 Border Gateway Protocol (BGP) Desde 1994 o Border Gateway Protocol v.4 (BGP4 - RFC 4271) vem sendo utilizado como protocolo de roteamento da Internet. A Internet é conjunto de Sistemas autônomos. O BGP é utilizado para interconectar sistemas autônomos ou redes muito grandes.

4 Border Gateway Protocol (BGP) Protocolos de roteamento podem ser classificados como: IGP (Interior Gateway Protocol): realiza a troca de informações de roteamento dentro de um mesmo sistema autônomo. Exemplos: RIP, IGRP, OSPF e EIGRP EGP (Exterior Gateway Protocol): realiza a troca de informações de roteamento entre sistemas autônomos. Exemplo: BGP

5 O BGP pode ser usado em 2 cenários... EBGP: quando o BGP realiza a divulgação de rotas entre Sistemas Autônomos diferentes é chamado de Exterior BGP. IBGP: entretanto o BGP pode ser utilizado para a divulgação de rotas dentro de um mesmo Sistema Autônomo e é chamado de Interior BGP.

6 É necessário expertise para configurar roteamento utilizando BGP. EBGP IBGP MULTIHOMING

7 Border Gateway Protocol (BGP) BGP - Border Gateway Protocol BGP1: RFC 1105 BGP2: RFC 1163 BGP3: RFC 1267 BGP4: versão atual, com suporte a VLSM. O BGP é um protocolo de roteamento Path Vector (Protocolo Vetor Distância avançado).

8 Path Vector O BGP envia para seus vizinhos informações de alcançabilidade das redes que compõem um AS. Informa os números AS que compõem o caminha até uma rede de destino e quais redes podem ser alcançadas por este caminho.

9 Sistema Autônomo É definido por um conjunto de roteadores sob uma mesma política de roteamento e administração. Um dos roteadores é escolhido como o roteador que comunica-se com outros roteadores na Internet/MPLS e é capaz de enviar rotas corretas aos demais. O BGP associa redes com sistemas autonômos.

10 Sistema Autônomo

11 Sistema Autônomo Para diferir e identificar univocamente cada sistema autônomo (AS), este será associado a um número que o identifica mediante os demais sistemas. Esse número varia entre 1 e , sendo que a faixa entre e é destinada a uso privado.

12 Sistema Autônomo IANA é a organização que gerencia globalmente a utilização de IPs e números dos Sist. Autônomos. As RIRs (Regional Internet Registry) gerenciam o uso de IPs e AS em uma região: American Registry for Internet Numbers (ARIN) realiza o controle nas Americas e algumas ilhas do Caribe. Réseaux IP Européens Network Coordination Center (RIPE NCC) administra número AS para Europa, Oriente Médio, Ásia Central. Asia Pacific Network Information Center (APNIC) administra os número AS da regíão do Pacífico. Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry (LACNIC) é responsável pela América Latina. AfriNIC responsável pela África.

13 Fundamentos do BGP Diferente dos IGPs (que ajustam suas rotas frequentemente) o BGP é definido para preferir rotas mais estáveis que não são constantemente alteradas. O BGP realiza a detecção de loops montando um histórico dos AS (Path Vector) pelos quais os pacotes passaram e rejeitam pacotes que já contenham o número do AS correspondente ao roteador.

14 /23 Detecção de loops /23 AS Path - 7 AS /23 AS Path /23 AS Path - vazio AS 7 AS 19 AS Path rejeitado Contém AS /23 AS Path /23 AS Path AS 69

15 Fundamentos do BGP Roteadores vizinhos que rodam BGP são chamados peers. Os peers são descobertos através de configurações pré-definidas e não automaticamente.

16 Políticas de Roteamento BGP Possíveis caminhos entre o AS e AS através do ; ; ; O AS enxerga somente o melhor caminho.

17 Sessão BGP Antes do estabelecimento de uma sessão BGP, os roteadores vizinhos trocam mensagens entre si para entrar em acordo sobre quais serão os parâmetros da sessão. Não havendo discordância e nem erros durante a negociação dos parâmetros entre as partes, a sessão BGP é estabelecida. Caso contrário, serão enviadas mensagens de erro e a sessão não será aberta.

18 Sessão BGP Quando a sessão é estabelecida entre os roteadores, são trocadas mensagens contendo todos os melhores caminhos previamente selecionados por cada roteador vizinho. Essa técnica mostrou-se um avanço no que se refere à diminuição da carga das CPUs dos roteadores e na economia da banda dos enlaces. Diferentemente de outros protocolos que ao comunicarem suas atualizações enviam periodicamente a totalidade de rotas instaladas em suas tabelas.

19 Cabeçalho BGP As mensagens trocadas em sessões BGP têm o comprimento máximo de bytes, e mínimo de 19 bytes. Campo Marcador 16 bytes Campo Comprimento 2 bytes Campo Tipo 1 byte

20 Cabeçalho BGP Campo Marcador Verificar a autenticidade da mensagem recebida e se houve perda de sincronização entre os roteadores vizinhos BGP. Campo Comprimento Deve conter um número que representa o comprimento total da mensagem, incluindo o cabeçalho. Como pode haver mensagens que não possuem dados após o cabeçalho, a menor mensagem BGP enviada é de 19 bytes.

21 Cabeçalho BGP Campo Tipo Contém um número que representa o código de um tipo de mensagem. Existem 4 tipos de mensagens BGP: Open; Keepalive; Update; Notification.

22 Mensagens BGP A mensagem do tipo OPEN é enviada para se iniciar a abertura de uma sessão BGP entre os vizinhos BGP, através da porta TCP = 179. Version number: Indica qual a versão do BGP é utilizada (ex: BGP4). AS number: Indica o número do AS do roteador local. O peer verifca o valor do AS e caso não seja o valor esperado a sessão BGP é derrubada. Hold time: Indica o valor máximo de tempo em segundos utilizado entre mensagem keepalive ou update sucessivos. BGP router ID: campo de 32-bits que identifca o originador BGP. O BGP ID é um endereço IP que identifica o roteador. O BGP router ID é escolhido da mesma forma que no OSPF: ele é o maior endereço IP ativo existente e associado a uma interface (exceto IP de loopback). Caso haja um IP de loopback configurado ele terá a preferência com ID do BGP. Optional parameters: Indicam os parâmetros Type, Length, and Value (TLV) utilizados na autenticação BGP.

23 Mensagens BGP A mensagem do tipo NOTIFICATION é enviada no caso da detecção de erros durante ou após o estabelecimento de uma sessão BGP, com o propósito de verificar se a comunicação entre os vizinhos está ativa.

24 Mensagens BGP A mensagem do tipo KEEPALIVE é composta apenas de cabeçalho padrão das mensagens BGP, sem dados transmitidos após o cabeçalho. O tempo máximo permitido para o recebimento da mensagem KEEPALIVE é definido pelo hold time (60s por padrão).

25 Mensagens BGP Por fim, a mensagem UPDATE é enviada quando há mudanças na rede. Essa mudança pode ser uma nova rede disponível e propagada através do BGP ou a necessidade de se remover uma rota que aponta para uma rede desativada.

26 Mensagens BGP Uma mensagem UPDATE contém as informações abaixo: Rotas Retiradas (Withdrawn Routes): Indica quais os prefixos IP devem ser retirados da tabela de rotas por não estarem disponíveis. Atributos de Caminho (Path attributes): Fazem parte desde subcampo o caminho AS, AS de origem, dentre outros. Informação de disponibilidade (Network-layer reachability information): Este campo indica uma lista de endereços IP que são alcançáveis por um caminho.

27 Tabelas BGP O BGP utiliza 3 tabelas em sua operação: Tabela de Vizinhos (Neighbor table). Tabela BGP. Tabela de roteamento IP. As rotas BGP são mantidas separadamente e apenas a melhor rota é inserida na tabela de roteamento IP.

28 Estados dos BGP Para o estabelecimento do BGP são necessárias 5 etapas: Idle Procurando por vizinhos. Connect TCP handshake-triplo completo com vizinho. Open Sent Enviada mensagem Open BGP. Open Confirm Resposta recebida. Established Relação de vizinhança BGP estabelecida.

29 Estados dos BGP Enquanto a negociação está nas etapas: Idle, Connect, Open Sent, Open Confirm é exibido o status active. O status Established indica que a sessão está OK.

30 Configurando BGP

31 Habilitando o BGP Este comando identifica a qual AS o roteador pertence. Somente uma instância BGP pode ser criada por vez.

32 Determinando Vizinhos Este comando ativa a sessão BGP com um vizinho. O endereço IP vizinho será utilizado para realização de atualizações. O valor do remote-as indica se será utilizado IBGP ou EBGP. IBGP = mesmo AS; EBGP = AS diferente.

33 IBGP e EBGP

34 Desativando uma sessão com um vizinho BGP Comando utilizado para realizar manutenção ou alternar o tráfego para outro link.

35 IBGP Peering Qual IP deve-se utilizar para configuração do neighbor em uma sessão entre os roteadores A e D? Se o roteador D usar: neighbor remote-as 65102, mas se o roteador A enviar pacotes BGP para o roteador D via roteador B, a sessão BGP será negada.

36 Update Source Este comando ativa manualmente o IP de origem padrão que será utilizado pelos pacotes IP. Caso não se utilize o Update Source, o IP do pacote BGP será o da interface de saída dos pacotes e caso este seja diferente do IP configurado no roteador vizinho o pacote será descartado.

37 IBGP Update Source Caso a configuração em C fosse: neighbor remote-as e a interface correspondente ao IP fosse para down a sessão BGP entre B e C não funcionaria.

38 EBGP Peering Para o caso de utilização do EBGP, para o IP do neighbor pode-se usar o IP da interface diretamente conectada (não é a melhor configuração). Porém se uma interface de loopback for utilizada como IP do neighbor em uma sessão BGP, será necessário realizar uma configuração adicional.

39 Habilitando neighbor EBGP Este comando permite a utilização de interfaces loopback como neighbors de sessões BGP. O menor valor do TTL deve ser 2 e caso não seja especificado o roteador adotará o valor de 255.

40 EBGP Peering

41 Algumas peculiaridades do BGP O BGP é um protocolo de roteamento AS-AS e não um protocolo de roteamento roteadorroteador. No BGP o próximo salto (next-hop) não significa o próximo roteador e sim o próximo endereço IP para se alcançar um AS.

42 Algumas peculiaridades do BGP Roteador A anuncia a rede para o roteador B (EBGP) com o next hop ; O roteador B anuncia a rede para o roteador C também com um next hop ; Com isto o roteador C aprende que o next hop para alcançar é , e não , como se poderia esperar.

43 Algumas peculiaridades do BGP É importante que o roteador C saiba como alcançar a rede seja por um IGP ou Rota Estática. Caso contrário o roteador C descartará os pacotes destinados à rede O roteador B deve anunciar a rede /24

44 Comando BGP: neighbor next-hop-self O comando neighbor next-hop-self faz o BGP usar o endereço IP da interface por onde os pacotes saem (ou o IP da loopback) do próprio roteador para o update como o next-hop para cada rede onde o pacote passar.

45 Comando BGP: neighbor next-hop-self

46 Propagando redes através do BGP Diferentemente dos IGPs o comando network não inicia (start) o BGP em interfaces específicas. Em contrapartida, o comando network no BGP, indica quais redes pertencem a um determinado roteador.

47 Peer Group É um agrupamento de neighbors com as mesmas características. Simplifica a configuração e torna o envio de updates BGP mais eficiente.

48 Peer Group

49 Reset da tabela de roteamento Caso sejam realizadas mudanças na rede ou implementados novos filtros se faz necessária atualizar a tabela de rotas BGP. Existem dois tipos de reset: Hard Reset e Soft Reset.

50 Hard Reset Reseta todas as conexões BGP com este roteador. Toda a tabela BGP é descartada e refeita. Reseta somente a conexão BGP com o neighbor especificado.

51 Soft Reset Deste modo as rotas aprendidas e disponíveis não são perdidas; O roteador reenvia todas as informações BGP para os vizinhos sem que haja perda de sessão.

52 Estudo de Caso

53 MODE SYST RPS STAT DUPLX SPEED POE 1X 2X POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps 100 Mbps LINK LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/ X 16X 17X 18X 31X 33X 32X 34X ETM CISCO3745-IO-2FE NPA 47X 48X AIM1 AIM0 Catalyst 3560 SERIES 1 PoE MODE SYST RPS STAT DUPLX SPEED POE 1X 2X POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps 100 Mbps LINK LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE X 16X 17X 18X 31X 33X 32X 34X NPA AIM1 AIM0 47X 48X Catalyst 3560 SERIES 1 PoE Topologia de testes Roteador Cisco 3745 Localidade: São Paulo Roteador Cisco 3745 Localidade: Recife REDE MPLS Switch Cisco 3560G Switch Cisco 3560G TELEFONE IP Analisador de Pacotes TELEFONE IP

54 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps LINK 100 Mbps LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps 100 Mbps LINK LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 Configuração do BGP Roteador Cisco 3745 Localidade: São Paulo Roteador Cisco 3745 Localidade: Recife REDE MPLS CONFIGURAÇÃO PARA SÃO PAULO interface GigabitEthernet0/0 bandwidth 2048 ip address duplex full speed 100 media-type rj45! interface GigabitEthernet0/2 ip address duplex full speed 1000! router bgp no synchronization network mask neighbor remote-as 4230 neighbor description BGP_EBT_MPLS neighbor prefix-list mpls-ebt in! ip prefix-list mpls-ebt seq 10 permit /24 CONFIGURAÇÃO PARA RECIFE interface GigabitEthernet0/0 Bandwidth 2048 ip address duplex full speed 100 media-type rj45! interface GigabitEthernet0/2 ip address duplex full speed 1000! router bgp no synchronization network mask neighbor remote-as 4230 neighbor description BGP_EBT_MPLS neighbor prefix-list mpls-ebt in! ip prefix-list mpls-ebt seq 10 permit /24

55 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps LINK 100 Mbps LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps 100 Mbps LINK LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 Configuração do BGP Roteador Cisco 3745 Localidade: São Paulo Roteador Cisco 3745 Localidade: Recife REDE MPLS VERIFICAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DO BGP show ip bgp regexp BGP table version is 30, local router ID is Network Next Hop Weight Path * / i show ip bgp summary BGP router identifier , local AS number Neighbor V AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down w6d show ip bgp neighbors BGP neighbor is , remote AS 4230, external link Description: BGP_EBT_MPLS BGP version 4, remote router ID BGP state = Established, up for 7w6d

56 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps LINK 100 Mbps LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps LINK 100 Mbps LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 Mapeamento da Rede MPLS (Recife São Paulo) Salto Endereço IP do roteador Roteador Recife ( ) Roteador São Paulo ( ) Roteador de borda MPLS ( ) Roteador de Borda MPLS

57 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps LINK 100 Mbps LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 POWER SYS CONSOLE AUX W2 W1 W0 ACT ACT CF 100 Mbps LINK 100 Mbps LINK FASTETHERNET 0/1 FASTETHERNET 0/0 ETM CISCO3745-IO-2FE NPA AIM1 AIM0 Mapeamento da Rede MPLS (São Paulo Recife) Salto Endereço IP do roteador ebt-c1-core03.spo.embratel.net.br ( ) 3 ebt-p7-3-dist04.rce.embratel.net.br ( ) Roteador São Paulo ( ) Roteador Recife ( ) Roteador de Borda MPLS Roteador de borda MPLS ( )

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