过滤器设计

正如我们前面所言， 上下游和 peer 所需要和发的路由是不一样的：上游发全表，收我们自己和我们下游；peer 发他们自己和他们下游，收我们自己和我们下游；下游发他们自己和下游，收全表。所以，接这些的关键，就是设计良好的过滤器，使得他们发来的路由，都能按照正确的方式进行处理。

BGP Community

想象一下你的快递，如果上面不贴那个面单，也不让你写写画画，是不是分拣、运送就会难得多？同样的，对于一堆路由，如果没有办法让我们给它们“贴面单”，那我们要处理也会困难得多。所以，工程师们为路由添加了 BGP Community 属性，让我们能够便捷地区分路由，从而知道更多的信息或执行不同的策略。

BGP Community 分三类：

• 普通 Community 长 4 个字节，前两个字节为 ASN，后 2 个字节为标识符，例如 (7720, 1)。这种 Community 是最普遍的 Community，但是由于它硬性要求 ASN 为两个字节，所以我们使用不了。
• Extended Community （扩展社区）长 8 个字节，为一个八字节的值，前二字节为类型，后六字节可以为一个 2 字节 ASN+一个 4 字节的值，也可以为一个 4 字节的 ASN 或 IP+一个 2 字节的值，在 BIRD 内一般表示为(type,administrator,value)。Extended Community 一般用于 MPLS VPN 内，我们基本不会用到。
• BGP Large Community（大型社区）长 12 个字节，前四字节为 ASN，后八个字节分别为数据 1 和数据 2，各 4 个字节，在 BIRD 内一般表示为(4byte ASN,4byte value,4byte value)，。它被开发的主要原因是因为 4 字节 ASN 不能用于普通的 BGP 社区，也因此它会成为我们接下来最主要使用的 BGP Community，毕竟我们没有别的可选。

对于我们而言，最主要用到的是普通 Community 和 Large Community。普通 Community 更多是用来操纵我们的路由，Large Community 才真正是为我们网络用来实现功能的。

Tip

RFC8195 Use of BGP Large Communities 记录着一些Large Community的用法，有兴趣可以去翻一下。

Community 设计

假设我们的 ASN 是 AS114514，下面我们来进行一些简单的 Community 设计（全部使用 Large Community）：

Community	意思
(114514, 1, 1)	该路由来自上游
(114514, 1, 2)	该路由来自 Peer
(114514, 1, 3)	该路由来自自身（静态/OSPF）
(114514, 1, 4)	该路由来自下游

这里只是简单的设计了一些信息类 Community，操作类 Community 我们暂不涉及，详情可以参考 小狼的教程（TODO）。

他山之石

在设计自己的过滤器之前，我们可以先看看别人的，比如HE 的，翻译如下：

Hurricane Electric 路由过滤算法 这是针对具有显式过滤的客户和对等体的路由过滤算法：

1. 尝试为该网络找到一个 as-set。

   1.1 在 peeringdb 中，针对该 ASN，检查是否有 IRR as-set 名称。 通过检索验证 as-set 名称。如果存在，则使用它。

   1.2 在 IRR 中，查询该 ASN 的 aut-num。如果存在，检查该 ASN 的 aut-num，看看是否能从其 IRR 策略中提取一个 as-set，方法是查找导出（export）或多协议导出（mp-export）到 AS6939、ANY 或 AS-ANY。 优先顺序如下：使用第一个匹配项，先检查“export”，再检查“mp-export”，并且先检查“export: to AS6939”，再检查“export: to ANY”或“export: to AS-ANY”。 通过检索验证 as-set 名称。如果存在，则使用它。

   1.3 检查 Hurricane Electric 的 NOC 维护的各种内部列表，这些列表将 ASN 映射到我们发现或被告知的 as-set 名称。 通过检索验证 as-set 名称。如果存在，则使用它。

   1.4 如果前面的步骤未找到 as-set 名称，则使用 ASN。

2. 收集与该 ASN 所有 BGP 会话接收的路由。这包括接受和过滤的路由详情。

3. 对每条路由执行以下拒绝测试：

   3.1 拒绝默认路由 0.0.0.0/0 和 ::/0。

   3.2 拒绝使用 BGP AS_SET 表示法的 AS 路径（即 {1} 或 {1 2} 等）。参见 draft-ietf-idr-deprecate-as-set-confed-set。

   3.3 拒绝前缀长度小于最小值或大于最大值的路由。IPv4 的范围是 8 到 24，IPv6 的范围是 16 到 48。

   3.4 拒绝 bogons（RFC1918，文档前缀等）。

   3.5 拒绝所有 Hurricane Electric 连接的 IX 的 IX 前缀。

   3.6 拒绝长度超过 50 跳的 AS 路径。过度的 BGP AS 路径预置是一种自我造成的漏洞。

   3.7 拒绝使用未分配的 32 位 ASN（介于 1000000 和 4199999999 之间）的 AS 路径。https://www.iana.org/assignments/as-numbers/as-numbers.xhtml

   3.8 拒绝使用未分配的 32 位 AS 号（介于 4200000000 和 4294967294 之间）的 AS 路径。根据 RFC6996，这些号码保留供私有使用。

   3.9 拒绝使用 AS 23456 的 AS 路径。支持 32 位 AS 号的 BGP 节点的 AS 路径中不应出现 AS 23456。

   3.10 拒绝使用 AS 0 的 AS 路径。根据 RFC 7606，“BGP 节点不得发起或传播 AS 号为零的路由”。

   3.11 拒绝在路径中任何存在客户 ASPA 记录且提供者 ASN 未被列为提供者的跳点，未通过 ASPA（自治系统提供者授权）检查的路由。

   3.12 拒绝通过路由服务器学习到的路由，并且该路由包含一个跳点，该跳点的 ASN 已指定“绝不通过路由服务器”（peeringdb 标志）。

   3.13 拒绝基于源 AS 和前缀的 RPKI 状态为 INVALID_ASN 或 INVALID_LENGTH 的路由。

4. 对每条路由执行以下接受测试：

   4.1 如果源是邻居 AS，则接受基于源 AS 和前缀的 RPKI 状态为 VALID 的路由。

   4.2 如果前缀是一个已宣布的下游路由，且是因 RPKI 或 RIR 句柄匹配而被接受的起源前缀的子网，则接受该前缀。

   4.3 如果前缀和对等 AS 的 RIR 句柄匹配，则接受该前缀。

   4.4 如果该前缀与此对等体的 IRR 策略允许的前缀完全匹配，则接受该前缀。

   4.5 如果路径中的第一个 AS 与对等体匹配，路径长度为两跳，且起源 AS 包含在对等 AS 的扩展 AS 集合中，并且 RPKI 状态为 VALID 或起源 AS 和前缀存在 RIR 句柄匹配，则接受该前缀。

5. 拒绝所有未被明确接受的前缀

我们可以看到，HE 就明确地采用了“显式接受”的策略。

接下来，让我们尝试实现一下自己的策略。

Caution

这里并未给出包含所有函数的自洽的完整实现，具体完整实现在Lab示例处！

上游

导入

我们的策略是：

1. 拒绝所有不合法的 ASN、前缀和太长（超过/24 和/48）的前缀
2. 拒绝所有 RPKI 状态为 INVALID 的前缀（即有 RPKI 且 RPKI 授权的 ASN 和当前广播的 ASN 不符合）
3. 接受剩余的前缀（毕竟本来也是要发你全表的）并且将 local preference 设为 100

其中 local preference 是路由的本地优先级，越高越优先，100 为默认值。

用 BIRD 过滤器的实现如下：

function import_filter_upstream() -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if !rpki_check() then return false;
    bgp_large_community.add((114514,1,1)); # 添加区分 Community
    bgp_local_pref = 100; # 设置路由优先级为比较靠后
    return true;
}

if_not_valid_asn() 和 is_not_valid_prefix() 是我们用到的工具函数，具体可以去全部配置处查看。

导出

我们的策略是：

1. 拒绝所有不合法的 ASN、前缀和太长（超过/24 和/48）的前缀
2. 允许所有自身前缀和下游前缀
3. 拒绝所有其他前缀

BIRD 实现如下：

function export_filter_upstream() -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " export invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if bgp_large_community ~ [(114514, 1, 3), (114514, 1, 4)] then return true;
    return false;
}

Peer

导入

Peer 的导入策略是：

1. 拒绝所有不合法的 ASN、前缀和太长（超过/24 和/48）的前缀
2. 拒绝所有 RPKI 状态为 INVALID 的前缀（即有 RPKI 且 RPKI 授权的 ASN 和当前广播的 ASN 不符合）
3. 接受有有效 IRR 的前缀并且将 local preference 设为 200（比上游高，因为通常走 Peer 是免费的）
4. 拒绝所有其他前缀

function import_filter_peer(string s_name) -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if !rpki_check() then return false;
    if inet_irr_check(s_name) then {
        bgp_large_community.add((114514,1,2));
        bgp_local_pref = 200;
        return true;
    }
    return false;
}

这里出现了个 inet_irr_check(s_name)，我们待会再讲。

导出

Peer 的导出策略跟上游的导出策略一样，也是：

1. 拒绝所有不合法的 ASN、前缀和太长（超过/24 和/48）的前缀
2. 允许所有自身前缀和下游前缀
3. 拒绝所有其他前缀

BIRD 实现如下：

function export_filter_peer() -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " export invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if bgp_large_community ~ [(114514, 1, 3), (114514, 1, 4)] then return true;
    return false;
}

下游

导入

下游的导入和 Peer 的导入类似，策略是：

1. 拒绝所有不合法的 ASN、前缀和太长（超过/24 和/48）的前缀
2. 拒绝所有 RPKI 状态为 INVALID 的前缀（即有 RPKI 且 RPKI 授权的 ASN 和当前广播的 ASN 不符合）
3. 允许有有效 IRR 的前缀并且将 local preference 设为 400（最高，毕竟走下游是他付费）
4. 拒绝所有其他前缀

BIRD 实现如下：

function import_filter_downstream(string s_name) -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if !rpki_check() then return false;
    if inet_irr_check(s_name) then {
        bgp_large_community.add((114514,1,4));
        bgp_local_pref = 400;
        return true;
    }
    return false;
}

导出

导出就很简单了：

1. 拒绝所有不合法的 ASN、前缀和太长（超过/24 和/48）的前缀
2. 允许所有带标记的前缀
3. 拒绝所有其他前缀（防止内网前缀、IX 前缀等漏出去）

BIRD 实现如下：

function export_filter_downstream() -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " export invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if bgp_large_community ~ [(114514, 1, 1), (114514, 1, 2), (114514, 1, 3), (114514, 1, 4)] then return true;
    return false;
}

调用

细心的你可能注意到了，我们上面写的都是 function，不是 filter，这是因为 function 可以有函数，方便我们根据参数进行判断。那是不是我们需要写一个 filter 将其包起来呢？也不是，BIRD 为我们提供了where关键字，可以快捷的调用函数。

示例如下：

function import_filter_upstream() -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if !rpki_check() then return false;
    bgp_large_community.add((114514,1,1)); # 添加区分 Community
    bgp_local_pref = 100; # 设置路由优先级为比较靠后
    return true;
}
function export_filter_upstream() -> bool {
    if net_len_too_long() || is_not_valid_asn() || is_not_valid_prefix() then {
        print net, " export invalid prefix, reject";
        return false;
    }
    if bgp_large_community ~ [(114514, 1, 3), (114514, 1, 4)] then return true;
    return false;
}
# 这里以上一章的 protocol 作为示例
protocol bgp upstream {
    local fc00::2 as ASN;
    neighbor fd00::1 as 64512;
    multihop 2;
    ipv6 {
        import where import_filter_upstream();
        export where import_filter_upstream();
    };
    graceful restart;
};

这里我们使用 where 关键字，快捷地调用了函数作为我们的过滤器，从而使代码更简洁。

Tip

where关键字后面实际上接的是一个表达式，比如你可以写：

export where source ~ [RTS_DEVICE, RTS_STATIC, RTS_RIP];

来导出所有来自设备、静态路由或 RIP 的路由。

IRR

刚才我们的过滤器里面出现了 inet_irr_check(s_name)，这个是我们用于检验 IRR 的工具函数，它大概长这样：

function inet_irr_check(string as_set) -> bool {
  if net.type = NET_IP4 then { # IPv4检查
    if as_set = "<AS-SET>" then {if net ~ [<前缀IP段>/<前缀长度>{<前缀长度>,24}, <前缀IP段>/<前缀长度>{<前缀长度>,24} ...] then return true;else return false;};
    if as_set = "<AS-SET>" then {if net ~ [<前缀IP段>/<前缀长度>{<前缀长度>,24} ...] then return true;else return false;};
    if as_set = "<AS-SET>" then {if net ~ [<前缀IP段>/<前缀长度>{<前缀长度>,24} ...] then return true;else return false;};
  } else if net.type = NET_IP6 then { # IPv6检查
    if as_set = "<AS-SET>" then {if net ~ [<前缀IP段>/<前缀长度>{<前缀长度>,48} ...] then return true;else return false;};
    if as_set = "<AS-SET>" then {if net ~ [<前缀IP段>/<前缀长度>{<前缀长度>,48} ...] then return true;else return false;};
    if as_set = "<AS-SET>" then {if net ~ [<前缀IP段>/<前缀长度>{<前缀长度>,48} ...] then return true;else return false;};
  } else return false;
};

为了使用它，你需要：

1. 使用比如bgpq4等软件获取 ASN/ASSET 的 IP 前缀列表。
2. 用工具（如 jinja2）将前缀拼合进如上函数，并保存到如 irr.conf 中。
3. 使用 include irr.conf;将其导入到函数中。
4. 如果是在运行时变动，则重载 BIRD。

你可以让 AI 用你喜欢的语言生成一个制作这个的脚本，此处省略留作课后习题。

Note

BIRD 的include是文本拼合，所以如果报错可能会在一个不存在的行数。也请注意不要出现循环引用问题。