BGP EVPN报文解析

BGP EVPN报文解析

一、概述

在学习SRv6过程中，接触到大量BGP EVPN路由，常见的BGP EVPN路由如下表所示：

另外，每个BGP Update消息中都会包含多个路径属性（Path Attribute），常见的路径属性如下表所示：

属性名称	属性类型码	属性分类	作用
ORIGIN	1	公认必遵	指明路由的来源。
AS_PATH	2	公认必遵	包含路由在传递过程中经过的自治系统的ASN列表。此属性可用于路由防环。
NEXT_HOP	3	公认必遵	包含路由的下一跳地址。
MULTI_EXIT_DISC	4	可选非过渡	也叫MED，用于控制流量进入本AS的路径。对端在收到多条到本AS的路由后，进行路由决策时，优选MED值小的路由。
LOCAL_PREF	5	公认自决	用于控制AS内流量外出时的路径。
ATOMIC_AGGREGATE	6	公认自决	指明路由聚合。
AGGREGATOR	7	可选过渡	指明进行路由聚合的路由器。
COMMUNITY	8	可选过渡	指明路由的团体属性。
ORIGINATOR_ID	9	可选非过渡	路由反射器在反射路由时添加此属性，包含被反射的路由生成者的BGP标识符（router-id）
CLUSTER_LIST	10	可选非过渡	包含路由在传递过程中被经过的路由反射器的CLUSTER_ID列表。此属性可用于路由防环。
MP_REACH_NLRI	14	可选非过渡	由MP-BGP定义，携带多协议可达性信息。
MP_UNREACH_NLRI	15	可选非过渡	由MP-BGP定义，携带要撤销的多协议路由。
EXTENDED COMMUNITIES	16	可选过渡	BGP扩展团体属性，如RT等。
AS4_PATH	17	可选过渡	BGP为支持4字节ASN新增的属性，与AS_PATH类似。
AS4_AGGREGATOR	18	可选过渡	BGP为支持4字节ASN新增的属性，与AGGREGATOR属性类似。
PMSI_TUNNEL	22	可选过渡	用于多播。
BGP Prefix-SID	40	可选过渡	用于SR（分段路由）。

完整的路径属性列表请参考Border Gateway Protocol (BGP) Parameters (iana.org)。

二、常见路由

以太网自动发现路由（Type1）

一个以太网自动发现路由类型的EVPN NLRI结构如下：

以太网自动发现路由包含两种子类型，分别是Per ES A-D Route和Per EVI A-D Route。

两者的区别如下：

区别	Per ES A-D Route	Per EVI A-D Route
用途	用于快速收敛和水平分割（结合ESI标签扩展团体）。	用于别名和备份路径。
以太网标签ID	必须设置为MAX-ET（0xFFFFFFFF）。	EVPN使用的以太网标签值或0。
MPLS Label	必须被设置为0。
必须携带的路径属性	必须包含ESI标签扩展团体。 必须携带一个或多个RT属性。	必须携带一个或多个RT属性。
其它	一般被包含在单独的UPDATE报文中发送。	Per EVI A-D路由MP_REACH_NLRI属性中的Next Hop字段必须被设置为宣告此路由的PE的IPv4或IPv6地址。 一般与Type2路由合并在一个UPDATE报文中发送。
RD	在华为设备上，Per ES A-D Route的RD值是设备IP:0； 在H3C设备上，Per ES A-D Route的RD值和EVPN实例配置的相同。	在华为和H3C设备上，Per EVI A-D Route的RD值是和EVPN实例配置的相同。

华为和H3C设备发送的Per ES A-D Route的区别

字段	华为设备	H3C设备
RD	RD值和Type4路由相同，是IPv4地址后跟数字，如1.1.1.11:0	使用EVPN实例的RD值
MPLS标签	前20位值为0，最后4位值为1	前20位值为3，最后4位值为1
ESI标签扩展团体中ESI label	未配置peer srv6-label-compatible时，缺省情况下Per ES路由的MPLS Label字段的取值为ESI标签值； 配置peer srv6-label-compatible后，前20位值为3，最后4位值为1；	前20位值为0，最后4位值为3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Per ES A-D Route

下面是一个Per ES A-D Route的例子。此路由中以太网标签ID值为0xFFFFFFFF。

另外，此路由也携带了一个ESI标签扩展团体，此扩展团体的格式如下：

最后，此路由的BGP Prefix-SID属性如下：

 

Per EVI A-D Route

下面是一个Per EVI A-D Route的例子：

 

 

MAC/IP通告路由（Type2）

一个MAC/IP通告路由类型的EVPN NLRI结构如下：

一个MAC/IP通告路由的例子如下：

在宣告静态MAC时，会携带一个MAC Mobility扩展团体，此扩展团体的格式如下：

Flags字节的低位被定义为“Sticky/static”标志位，可以被设置为1。此标志位值为1表示MAC地址是静态的，不能被删除。序列号（sequence number字段）用于确保PE在收到针对同一MAC地址的多个更新时，能够保留正确的MAC/IP通告路由。

 

集成多播以太标记路由（Type3）

注意：此类路由未携带ESI。

一个集成多播以太标记路由类型的EVPN NLRI结构如下：

一个集成多播以太标记路由的例子如下：

在SRv6中，此类路由会携带一个路径属性PMSI_TUNNEL，此路径属性的格式如下：

一个PMSI_TUNNEL属性的例子如下：

上图中，Tunnel Identifier字段长度为16字节，是一个IPv6地址，wireshark将其错误的解析成了IPv4地址。

 

以太网分段路由（Type4）

格式和字段说明

注意：此类路由不携带BGP Prefix-SID路径属性。

一个以太网分段路由类型的EVPN NLRI结构如下：

一个以太网分段路由的例子如下：

注意：按照RFC7432,此类路由中的RD必须是RFC4364中说明的Type 1的RD。值字段由一个PE上的IP地址（一般是loopback地址）后跟在PE上唯一的数字构成。（示例中的RD值为172.16.123.48:0）。

此类路由会携带一个ES-Import Route Target扩展团体，此团体的结构如下：

此扩展团体的值“ES-Import”从ESI的9位字节值中取高6字节。

下面是一个ES-Import Route Target扩展团体的例子：

 

 路由作用和用法

首先，以太网分段路由（Type4）携带了下列信息：

• PE本地的ESI；
• PE的EVPN源地址；
• ES-Import Route Target扩展团体
• DF Election扩展团体

ES成员自动发现

下图中，CE1双归接入PE1和PE2，PE1和PE2互相发送以太网分段路由，双方发送的以太网分段路由中，携带了相同的ESI信息（根据ES-Import Route Target扩展团体匹配引入？），故PE1和PE2都将对端的EVPN源地址加入到本地的ES成员列表中。这样就完成了自动发现。

DF选举

RFC7432定义了简单的DF选举方式，基于VLAN粒度来进行选举。从以太网分段路由中提取出EVPN源地址，针对同一个ES，将所有的EVPN源地址按照数值大小组成一个升序的列表。然后使用简单的取模算法来选取DF。

RFC8584更新了DF选举算法，引入了DF Election扩展团体用来进行DF选举。

 

水平分割

SRv6 EVPN使用Per ES A-D Route来进行水平分割（配合集成多播以太标记路由）。在CE双归到多个PE的场景下，PE从CE收到BUM报文后，会发送一份给通过以太网分段路由（Type4）自动发现的其它ES成员一份。发送时使用的目的IP是将集成多播以太标记路由宣告的SID和Per ES A-D Route宣告的SID组合后的地址。

下列例子中，某个PE（地址为172.16.124.46）发送的集成多播以太网标记路由（Type3）宣告的SID是20AA:AAAA::101:0，如下图所示。

同一个路由器发送的Per ES A-D Route宣告的SID是::6，如下图所示：

这个PE在收到BUM报文后，会将此报文发送给同属于一个ES的其它PE，使用的目的地址是上面两个地址的组合，即20AA:AAAA::101:6，如下图所示。对端PE在收到此类报文后，会丢弃，不再转发给CE侧，从而避免了接入侧环路。

上图中，同一份报文，一份发给其它PE，一份发给远端。发给远端时，使用的地址是远端宣告的DT2M地址：

别名和备份路径

需要了解的是，在EVPN中，PE一般是通过数据面从CE学习MAC地址的。

在CE双归双活场景下，CE设备上到PE的两个接口会加入到同一个链路聚合组（一般使用Eth-trunk）。CE发送给PE的流量会被哈希到其中一条链路上。可能仅有PE1学习到CE侧的MAC地址，PE2学习不到。

这样会导致流量无法完全负载分担。为了解决这个问题，使用Per EVI A-D Route。在这种路由中，携带了ESI，远端PE在收到此类路由后，会认为通过PE2也可以到达PE1宣告的MAC地址。

在双归双活场景下，这个功能叫别名。

在双归单活场景下，这个功能叫备份路径。

PE1会将MAC/IP通告路由（Type2）也宣告给PE2，这样PE2虽然没有通过数据面学习到MAC，但可以根据这些信息进行MAC重定向，将收到的目的是这些MAC的流量从CE侧接口发送出去。

远端PE3在收到PE2发送的Per EVI A-D Route后，形成负载分担路径或备份路径。在将流量发给PE2时，使用的目的地址就是此路由携带的BGP Prefix-SID中指定的DT2U地址。此类路由一般和MAC/IP通告路由（Type2）一起被集成在单个UPDATE报文中发送。

 

RD类型举例

类型0

类型0的RD，格式是2+4。两个部分都是数字。

类型1

类型1的RD，格式是4+2。前一部分4字节包含一个IPv4地址。

类型2

类型2的RD，格式是4+2。两个部分都是数字。

 

End-of-RIB

这是一个UPDATE报文。根据RFC4724，针对IPv4单播地址族，End-of-RIB标记是最小长度的UPDATE消息（UPDATE消息的最小长度是23字节--19字节的定长头部+2字节的撤销路由长度字段+2字节的路径属性总长度字段（此时撤销路由长度字段和路径属性总长度字段的值均为0））。针对任何其它地址族，End-of-RIB标记是仅包含MP_UNREACH_NLRI属性，但没有要被撤销的路由的UPDATE消息（长度是固定的30字节）。