Comprender la Importancia del Atributo BGP Weight Path

Introducción

Este documento describe la importancia del atributo de trayectoria de peso del protocolo de gateway fronterizo (BGP) en los escenarios de failover de la red. 

Prerequisites

Requirements

Cisco recomienda que tenga conocimiento sobre estos temas:

• Border Gateway Protocol (BGP)
• Redistribución de Protocolos de Ruteo
• Router de Cisco que ejecuta Cisco IOS^®

Componentes Utilizados

La información de este documento se basa en un router Cisco con Cisco IOS® versión 15.6(2)

La información que contiene este documento se creó a partir de los dispositivos en un ambiente de laboratorio específico. Todos los dispositivos que se utilizan en este documento se pusieron en funcionamiento con una configuración verificada (predeterminada). Si tiene una red en vivo, asegúrese de entender el posible impacto de cualquier comando.

Antecedentes

BGP se utiliza habitualmente para anunciar los prefijos de red a la red de área WAN (WAN) una vez recibida a través de un protocolo de gateway interior (IGP) desde la red de área LAN (LAN) y viceversa. Sin la configuración correcta, BGP puede fallar al restaurar la trayectoria de ruteo original sobre la WAN después de que la red se recupere de una falla de link.

Los routers implementados en escenarios de failover pueden tener rutas atascadas que pueden causar una redirección del tráfico a través de la trayectoria de respaldo luego de un fallo y un evento de red de recuperación. Esto puede suceder debido a la naturaleza del atributo de trayectoria BGP Weight.

Una vez que se produce un fallo de red (normalmente con el enlace WAN), la red puede converger y utilizar la ruta de copia de seguridad disponible recibida a través del IGP.

Sin embargo, al recuperar la ruta principal, el router puede seguir utilizando la ruta de copia de seguridad y no restaurar la ruta original a través del enlace WAN.

Se pueden observar consecuencias como rutas de ruteo asimétricas y subóptimas.

En escenarios de redundancia con dos routers WAN, estos pueden ejecutar BGP para intercambiar prefijos de red con la WAN. Se puede utilizar un IGP como el protocolo de routing de gateway interior mejorado (EIGRP) para intercambiar prefijos de red con los dispositivos de red LAN. La redistribución mutua entre estos protocolos suele ser necesaria para lograr una conectividad de red completa. 

Nota: Este documento utiliza los términos prefijo y ruta indistintamente.

El diseño de alto nivel de esto se puede ver en la siguiente topología:

Atributo de Trayectoria de Peso BGP Establecido en Rutas Originadas Localmente

El siguiente escenario describe el comportamiento del atributo BGP Weight Path en los casos de failover.

Paso 1. La ruta se recibe vía BGP.

Como se muestra en la imagen, el router llamado WAN RTR recibe la red 192.168.1.0/24 a través de BGP.

Con una distancia administrativa (AD) de 20, la ruta se instala en la tabla de enrutamiento.

Tabla BGP:

WAN_RTR#show ip bgp
<snip>
     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 *>  192.168.1.0      10.1.2.2                 0             0 2 i

La Tabla de Ruteo muestra la ruta instalada por BGP:

WAN_RTR#show ip route
<snip>
B     192.168.1.0/24 [20/0] via 10.1.2.2, 00:00:42

Paso 2. La ruta se recibe vía EIGRP.

La sesión BGP se interrumpe debido a una falla de link. Por convergencia de red, la misma ruta 192.168.1.0/24 se recibe ahora a través de EIGRP.

El punto clave es que BGP puede anunciar o redistribuir rutas EIGRP (con la ayuda de la siguiente configuración del router). Si ese es el caso, la ruta EIGRP se agrega ahora a la tabla BGP. 

Nota: El atributo de ruta BGP Weight se establece en 32768 de forma predeterminada cuando el router origina localmente los prefijos de red.

Configuración de BGP:

WAN_RTR#show running-config | begin router bgp
<snip>
router bgp 1
 redistribute eigrp 1
 neighbor 10.1.2.2 remote-as 2
!

Nota: El comando BGP network 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 puede mostrar los mismos resultados.

Tabla BGP:

WAN_RTR#show ip bgp
<snip>

     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 *>  192.168.1.0      10.1.3.3            156160         32768 ?

La Tabla de Ruteo muestra la ruta instalada por EIGRP:

WAN_RTR#show ip route
<snip>

D     192.168.1.0/24 [90/156160] via 10.1.3.3, 00:00:02, FastEthernet0/1
WAN_RTR#

Paso 3. Ruta recibida vía BGP nuevamente.

Con la ruta EIGRP ahora redistribuida en BGP y después de que la ruta original se reciba a través de BGP una vez más, ahora hay 2 entradas para la red 192.168.1.0/24 en la tabla BGP.

Tabla BGP:

WAN_RTR#show ip bgp
<snip>

     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 *   192.168.1.0      10.1.2.2                 0             0 2 i
 *>                   10.1.3.3            156160         32768 ?

 En la tabla BGP:

 - La entrada creada en el paso 2 por la ruta EIGRP redistribuida en BGP todavía se puede ver.

 - La ruta original se vuelve a agregar por medio de la sesión BGP restablecida.

Desde el punto de vista de la selección de la mejor trayectoria BGP:

- El valor del atributo de trayectoria de peso de la ruta EIGRP redistribuida en BGP se establece en 32768, ya que se origina localmente en el router desde el punto de vista de BGP.

- El valor del atributo de trayectoria de peso de la ruta original recibida a través de la sesión BGP con la WAN es 0.

- La primera ruta tiene el peso más alto y, por lo tanto, se elige como la mejor en la tabla BGP.

- Esto hace que la tabla de ruteo no converja nuevamente al estado original y mantenga la entrada de ruta EIGRP.

Nota: El atributo BGP Weight Path es el primer atributo de trayectoria que BGP verifica en la elección de la mejor trayectoria en la tabla BGP en los routers Cisco IOS. BGP prefiere la trayectoria para la entrada con el peso más alto. El peso es un parámetro específico de Cisco y sólo es significativo a nivel local en el router en el que está configurado. Más información a través del Algoritmo de Selección de la Mejor Trayectoria BGP.

Tabla de ruteo:

WAN_RTR#show ip route
<snip>
D     192.168.1.0/24 [90/156160] via 10.1.3.3, 00:08:55, FastEthernet0/1

Modificación del Atributo de Trayectoria de Peso BGP

El valor predeterminado del atributo de trayectoria BGP Weight se puede modificar en el peer configurado por BGP con el uso del comando weight o un route-map.

Los siguientes comandos establecen el atributo de trayectoria Weight en 40000 para todas las rutas recibidas del peer BGP.

Ejemplo 1

router bgp 1
 neighbor 10.1.2.2 weight 40000

Ejemplo 2

route-map FROM-WAN permit 10
 set weight 40000
!
router bgp 1
 neighbor 10.1.2.2 route-map FROM-WAN in
!
clear ip bgp * soft in

Ejemplo 3

ip prefix-list NETWORKS permit 192.168.1.0/24
!
route-map FROM-WAN permit 10
 match ip address prefix NETWORKS
 set weight 40000
route-map FROM-WAN permit 100
!
router bgp 1
 neighbor 10.1.2.2 route-map FROM-WAN in
!
clear ip bgp * soft in

Con el valor del atributo de trayectoria Weight aumentado, las rutas originales recibidas a través de BGP tienen prioridad como se ve en el siguiente caso:

Paso 1. La ruta se recibe vía BGP.

La Tabla BGP muestra que las rutas recibidas a través de BGP tienen ahora un valor de Peso de 40000 en lugar de cero.

Tabla BGP:

WAN_RTR#show ip bgp
<snip>

     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 *>  192.168.1.0      10.1.2.2                 0         40000 2 i

WAN_RTR#

 Tabla de ruteo:

WAN_RTR#show ip route
<snip>
B     192.168.1.0/24 [20/0] via 10.1.2.2, 00:09:53

Paso 2. La ruta se recibe vía EIGRP.

Las rutas originadas localmente todavía tienen un valor de 32768 en la Tabla BGP.

Tabla BGP:

WAN_RTR#show ip bgp
<snip>
     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 *>  192.168.1.0      10.1.3.3            156160         32768 ?

Tabla de ruteo:

WAN_RTR#show ip route
<snip>
D     192.168.1.0/24 [90/156160] via 10.1.3.3, 00:01:41, FastEthernet0/1

Paso 3. Ruta recibida vía BGP nuevamente.

Con el Peso 40000, las rutas recibidas a través de BGP ahora se eligen sobre las originadas localmente. Esto hace que la red converja correctamente de nuevo a su estado original.

Tabla BGP:

WAN_RTR#show ip bgp
<snip>
     Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 *>  192.168.1.0      10.1.2.2                 0         40000 2 i

Tabla de ruteo:

WAN_RTR#show ip route
<snip>
B     192.168.1.0/24 [20/0] via 10.1.2.2, 00:00:25

Caso real

Tomemos como ejemplo el siguiente escenario:

Paso 1. Estado de la red original.

El switch de capa 3 de CORE recibe la ruta 192.168.1.0/24 a través de EIGRP desde WAN RTR A y WAN RTR B. Se elige la ruta a través de WAN RTR A.

El siguiente resultado muestra cómo el switch CORE mantiene una adyacencia EIGRP con ambos routers WAN y que WAN RTR A se elige para alcanzar la red 192.168.1.0/24.

CORE#show ip eigrp neighbors
EIGRP-IPv4 Neighbors for AS(1)
H   Address                 Interface              Hold Uptime   SRTT   RTO  Q  Seq
                                                   (sec)         (ms)       Cnt Num
0   10.1.2.2  (WAN_RTR_A)   Fa0/0                    10 00:05:15   79  1066  0  10
1   10.1.3.3  (WAN_RTR_B)   Fa0/1                    12 00:06:22   76   456  0  5


CORE#show ip route
<snip>
D EX  192.168.1.0/24 [170/28416] via 10.1.2.2, 00:00:32, FastEthernet0/0


CORE#show ip eigrp topology
EIGRP-IPv4 Topology Table for AS(1)/ID(10.10.10.10)
<snip>
P 192.168.1.0/24, 1 successors, FD is 28416, tag is 4
        via 10.1.2.2 (28416/2816), FastEthernet0/0
        via 10.1.3.3 (281856/2816), FastEthernet0/1

Paso 2. Fallo del enlace WAN principal.

En caso de fallo de un enlace, el switch CORE instala ahora la ruta a través de la segunda mejor ruta EIGRP, que es WAN RTR B.

CORE#show ip route
<snip>
D EX  192.168.1.0/24 [170/281856] via 10.1.3.3, 00:00:05, FastEthernet0/1


CORE#show ip eigrp topology
EIGRP-IPv4 Topology Table for AS(1)/ID(10.10.10.10)
<snip>
P 192.168.1.0/24, 1 successors, FD is 28416, tag is 4
        via 10.1.3.3 (281856/2816), FastEthernet0/1

Paso 3. Restauración del enlace WAN principal.

Se ha restaurado el enlace WAN principal. Sin embargo, el switch CORE todavía rutea sobre el trayecto de respaldo como se ve en el siguiente resultado:

CORE#show ip route
<snip>
D EX  192.168.1.0/24 [170/281856] via 10.1.3.3, 00:06:09, FastEthernet0/1


CORE#show ip eigrp topology
EIGRP-IPv4 Topology Table for AS(1)/ID(10.10.10.10)
<snip>
P 192.168.1.0/24, 1 successors, FD is 28416, tag is 4
        via 10.1.3.3 (281856/2816), FastEthernet0/1

La razón de este comportamiento radica en el atributo de trayectoria BGP Weight como se ha discutido.

En el estado actual, WAN RTR A muestra la ruta en la tabla de ruteo a través de EIGRP y en la tabla BGP redistribuida desde EIGRP debido a que el valor más alto del atributo de trayectoria de peso gana sobre el valor de peso de la ruta recibida a través de BGP desde el link WAN restablecido.

WAN_RTR_A#show ip bgp
<snip>
    Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
*   192.168.1.0      10.2.4.4                 0             0 4 i
*>                   10.1.2.1            284416         32768 ?


WAN_RTR_A#show ip bgp summary
BGP router identifier 10.20.20.20, local AS number 2
<snip>
Neighbor        V           AS MsgRcvd MsgSent   TblVer  InQ OutQ Up/Down  State/PfxRcd
10.2.4.4        4            4      12      12       16    0    0 00:03:54   (UP) 4


WAN_RTR_A#show ip route
<snip>
D EX  192.168.1.0/24 [170/284416] via 10.1.2.1, 00:08:22, FastEthernet0/0

El comportamiento descrito en este documento se ha visto ampliamente sobre el terreno. Las topologías de red y los síntomas iniciales pueden diferir del ejemplo que se trata. Sin embargo, la causa raíz puede ser y suele ser la descrita en este documento. Es importante verificar si las configuraciones y el escenario cumplen con las variables para que esta condición surja en su implementación de red.