BGP는 neighbor를 관계를 맺기 위해 TCP 세션을 사용하며 5단계를 거쳐서 neighbor관계를 수립합니다.
이번 실습에서는 BGP를 활용하여 네트워크 간 연동 과정을 단계적으로 살펴보고, 실제 라우팅 경로가 설정되고 확인되는 과정을 살펴봅니다. eBGP와 iBGP를 통한 Neighbor 관계 설정과 이를 기반으로 이루어지는 라우팅 정보 교환 과정을 살펴보며, BGP의 기본적인 작동 원리를 확인할 수 있습니다.
BGP Neighbor 설정
BGP를 연동하려면 우선 자신의 AS 번호를 설정해야 하며, 이를 통해 BGP 설정 메뉴로 진입할 수 있습니다.
BGP에서 인접한 라우터는 BGP Peer 또는 Neighbor라고 부릅니다.
- R1 ↔ R2: 서로 다른 AS 간에 BGP를 연동하므로 eBGP(External BGP) Neighbor 관계를 형성합니다.
- R2 ↔ R3: 동일한 AS 내에서 BGP를 연동하므로 iBGP(Internal BGP) Neighbor 관계를 형성합니다.
[R1]
router bgp 100
bgp router-id 1.1.1.1
network 110.1.0.0/24
network 110.1.1.0/24
network 110.1.2.0/24
timers bgp 2 6
bgp bestpath as-path multipath-relax
neighbor 10.10.12.2 remote-as 200
neighbor 10.10.12.2 timers 2 6
neighbor 10.10.12.2 next-hop-self
neighbor 10.10.12.2 soft-reconfiguration inbound
neighbor 10.10.12.2 no shutdown
[R2]
router bgp 200
bgp router-id 2.2.2.2
network 120.2.0.0/24
network 120.2.1.0/24
network 120.2.2.0/24
timers bgp 2 6
neighbor 3.3.3.3 remote-as 200
neighbor 3.3.3.3 update-source Loopback 1
neighbor 3.3.3.3 timers 2 6
neighbor 3.3.3.3 next-hop-self
neighbor 3.3.3.3 soft-reconfiguration inbound
neighbor 3.3.3.3 no shutdown
neighbor 10.10.12.1 remote-as 100
neighbor 10.10.12.1 timers 2 6
neighbor 10.10.12.1 next-hop-self
neighbor 10.10.12.1 soft-reconfiguration inbound
neighbor 10.10.12.1 no shutdown
router bgp 200 | router bgp 명령어와 함께 AS번호를 지정하면서 BGP 설정모드로 진입합니다. AS 번호는 라우터 당 하나만 지정 가능합니다. |
bgp router-id 2.2.2.2 | BGP router id를 지정합니다. router id는 OSPF와 같은 방식으로 지정하나 트러블 슈팅 시 중요하기에 직접 지정합니다. |
network 120.2.0.0/24 | BGP를 통해 광고할 네트워크 정보를 지정합니다. 네트워크 정보는 라우팅 테이블에 등록되어 있는 정보라면 라우터에 직접 소속된 네트워크가 아니여도 광고할 수 있습니다. |
neighbor 10.10.12.1 remote-as 100 | neighbor 명령어로 BGP neighbor 관계를 맺을 라우터를 지정합니다. 해당 라우터의 IP 정보와 소속된 AS 번호를 지정합니다. BGP는 IGP와 다르게 neighbor를 직접 지정해줘야 합니다. 주로 eBGP관계는 next hop 주소를 지정하며 iBGP관계는 Loopback IP를 지정하기에 사전에 IGP를 통한 라우팅 정보가 있어야 합니다. |
neighbor 10.10.12.1 timers 2 6 | BGP의 keepalive 및 hold 타이머를 각각 2초와 6초로 설정합니다. (기본값: 60초/180초) |
neighbor 10.10.12.1 soft-reconfiguration inbound | 로컬 라우터에서 정책(ACL, route-map, prefix-list 등) 변경 시 peer 세션을 리셋하지 않고도 새로운 정책을 적용할 수 있습니다. |
neighbor 10.10.12.1 no shutdown | neighbor 라우터를 활성화 합니다. |
Neighbor 연결 과정
debug 명령어로 BGP neighbor 연결 과정을 확인해보았습니다.
Nov 28 15:05:28 : BGP: 10.10.12.2 rcv message type 4 (KEEPALIVE) length (incl. header) 19
Nov 28 15:05:28 : BGP: 10.10.12.2 KEEPALIVE rcvd
Nov 28 15:05:28 : BGP: 10.10.12.2 send message type 4 (KEEPALIVE) length (incl. header) 19
Nov 28 15:05:28 : BGP: 10.10.12.2 sending KEEPALIVE
Nov 28 15:05:28 : BGP: [SoftReconfig] Route(120.2.2.0)from 10.10.12.2 is added to RAW ARI CB
Nov 28 15:05:28 : BGP: [SoftReconfig] Route(120.2.1.0)from 10.10.12.2 is added to RAW ARI CB
Nov 28 15:05:28 : BGP: [SoftReconfig] Route(120.2.0.0)from 10.10.12.2 is added to RAW ARI CB
Nov 28 15:05:28 : BGP: [SoftReconfig] Route(130.3.2.0)from 10.10.12.2 is added to RAW ARI CB
Nov 28 15:05:27 : BGP: [SoftReconfig] Route(130.3.1.0)from 10.10.12.2 is added to RAW ARI CB
Nov 28 15:05:27 : BGP: [SoftReconfig] Route(130.3.0.0)from 10.10.12.2 is added to RAW ARI CB
Nov 28 15:05:27 : BGP: 10.10.12.2 rcvd 120.2.2.0/24
Nov 28 15:05:27 : BGP: 10.10.12.2 rcvd 120.2.1.0/24
Nov 28 15:05:27 : BGP: 10.10.12.2 rcvd 120.2.0.0/24
Nov 28 15:05:27 : BGP: 10.10.12.2 rcvd UPDATE w/ attr: origin i, path 200, nexthop 10.10.12.2, metric 0,
Nov 28 15:05:27 : BGP: 10.10.12.2 UPDATE rcvd packet len 60
Nov 28 15:05:27 : BGP: 10.10.12.2 rcvd 130.3.2.0/24
Nov 28 15:05:27 : BGP: 10.10.12.2 rcvd 130.3.1.0/24
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 rcvd 130.3.0.0/24
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 rcvd UPDATE w/ attr: origin i, path 200, nexthop 10.10.12.2,
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 UPDATE rcvd packet len 53
Nov 28 15:05:26 %STKUNIT1-M:CP %BGP-5-ADJCHANGE: VRF default Neighbor 10.10.12.2 Up
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 send message type 2 (UPDATE) length 60
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 send UPDATE 110.1.2.0/24, next 10.10.12.1, path 100
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 send UPDATE 110.1.1.0/24, next 10.10.12.1, path 100
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 send UPDATE 110.1.0.0/24, next 10.10.12.1, path 100
Nov 28 15:05:26 : BGP: 10.10.12.2 sending UPDATE w/ attr: origin i, path 100, nexthop 10.10.12.1, metric 0,
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 went from OpenConfirm to Established
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 rcv message type 4 (KEEPALIVE) length (incl. header) 19
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 KEEPALIVE rcvd
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 send message type 4 (KEEPALIVE) length (incl. header) 19
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 sending KEEPALIVE
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 went from OpenSent to OpenConfirm
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has CISCO STYLE ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has CAPABILITY code: 128, length 0
Nov 28 15:05:25 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has CAPABILITY code: 2, length 0
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has MULTIPROTO_EXT capability AFI/SAFI: IPV4/UNICAST
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has CAPABILITY code: 1, length 4
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 rcvd OPEN w/ optional parameter type 2 (Capability) len 10
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 rcv OPEN, version 4, AS 200, hold tmr 6, RtId 2.2.2.2
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 OPEN received packet len 41
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN w/ CISCO STYLE ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN w/ ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:05:24 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has MULTIPROTO_EXT capability AFI/SAFI: IPV4/UNICAST
Nov 28 15:05:23 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN, version 4, my as: 100
Nov 28 15:05:23 : BGP: 10.10.12.2 OPEN sent packet len 41
Nov 28 15:05:23 : BGP: 10.10.12.2 went from Connect to OpenSent
Nov 28 15:05:23 : BGP: 10.10.12.2 Trying to Connect
Nov 28 15:05:23 : BGP: 10.10.12.2 went from Active to Connect
Nov 28 15:05:23 : BGP: 10.10.12.2 went from Idle to Active
아래부터 Idle → Active → Connect → OpenSent → OpenConfirm →Established → Update 과정까지 확인할 수 있습니다.
Open 메시지 전송 시 IP버전, 소속중인 AS정보 등을 주고 받고 Established 이후에는 Update로 어떤 라우팅 정보를 주고 받는지도 확인 할 수 있습니다.
show ip bgp summary 명령어로 현재 연결된 BGP neighbor에 대한 요약 정보를 확인 할 수 있습니다.
neighbor와 연결된 상태정보를 볼 수 있으며 State/Pfx 부분은 연결 상태가 Established 이전이면 연결 상태(Idle, Active)를 보여주고 Established 상태가 완료되면 수신한 라우팅 개수를 나타냅니다.
R1#show ip bgp summary
BGP router identifier 1.1.1.1, local AS number 100
BGP local RIB : Routes to be Added 0, Replaced 0, Withdrawn 0
9 network entrie(s) using 684 bytes of memory
9 paths using 972 bytes of memory
BGP-RIB over all using 981 bytes of memory
7 BGP path attribute entrie(s) using 1152 bytes of memory
5 BGP AS-PATH entrie(s) using 50 bytes of memory
1 neighbor(s) using 8192 bytes of memory
Neighbor AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/Pfx
10.10.12.2 200 98538 98496 0 0 0 21:50:46 6
R2#show ip bgp summary
BGP router identifier 2.2.2.2, local AS number 200
BGP local RIB : Routes to be Added 0, Replaced 0, Withdrawn 0
9 network entrie(s) using 684 bytes of memory
9 paths using 972 bytes of memory
BGP-RIB over all using 981 bytes of memory
9 BGP path attribute entrie(s) using 1536 bytes of memory
5 BGP AS-PATH entrie(s) using 50 bytes of memory
2 neighbor(s) using 16384 bytes of memory
Neighbor AS MsgRcvd MsgSent TblVer InQ OutQ Up/Down State/Pfx
10.10.12.1 100 98525 98598 0 0 0 21:51:48 3
3.3.3.3 200 36043 41908 0 0 0 00:13:54 3
BGP 테이블
BGP는 neighbor로 부터 라우팅 정보를 전달 받으면 정책을 적용한 후 BGP 테이블에 먼저 저장합니다.
BGP 경로 중에서 최적 경로를 선택하고 다른 라우팅 프로토콜과 AD(Administrative Distance)값을 비교한 후 라우팅 테이블에 저장합니다.
그리고 BGP 테이블에 있는 네트워크 정보에서 출력 정책을 적용한 후 인접 neighbor에 전달합니다.
R1#show ip bgp
BGP local RIB : Routes to be Added 0, Replaced 0, Withdrawn 0
BGP local router ID is 1.1.1.1
Status codes: s suppressed, S stale, d dampened, h history, * valid, > best
Path source: I - internal, a - aggregate, c - confed-external, r - redistributed
n - network, D - denied, S - stale
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*>n 110.1.0.0/24 0.0.0.0 0 32768 i
*>n 110.1.1.0/24 0.0.0.0 0 32768 i
*>n 110.1.2.0/24 0.0.0.0 0 32768 i
*> 120.2.0.0/24 10.10.12.2 0 0 200 i
*> 120.2.1.0/24 10.10.12.2 0 0 200 i
*> 120.2.2.0/24 10.10.12.2 0 0 200 i
*> 130.3.0.0/24 10.10.12.2 0 200 i
*> 130.3.1.0/24 10.10.12.2 0 200 i
*> 130.3.2.0/24 10.10.12.2 0 200 i
R2#show ip bgp
BGP local RIB : Routes to be Added 0, Replaced 0, Withdrawn 0
BGP local router ID is 2.2.2.2
Status codes: s suppressed, S stale, d dampened, h history, * valid, > best
Path source: I - internal, a - aggregate, c - confed-external, r - redistributed
n - network, D - denied, S - stale
Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path
*> 110.1.0.0/24 10.10.12.1 0 0 100 i
*> 110.1.1.0/24 10.10.12.1 0 0 100 i
*> 110.1.2.0/24 10.10.12.1 0 0 100 i
*>n 120.2.0.0/24 0.0.0.0 0 32768 i
*>n 120.2.1.0/24 0.0.0.0 0 32768 i
*>n 120.2.2.0/24 0.0.0.0 0 32768 i
*>I 130.3.0.0/24 3.3.3.3 0 100 0 i
*>I 130.3.1.0/24 3.3.3.3 0 100 0 i
*>I 130.3.2.0/24 3.3.3.3 0 100 0 i
[BGP 테이블 기호 의미]
BGP 테이블을 확인하시면 각 네트워크 정보 앞에 특수기호 또는 알파벳 소문자로 표시된 부분들이 존재합니다
이것은 Status Code라고 불리며 BGP 테이블 상단에 코드에 대한 설명이 나옵니다. 대표적인 코드의 의미는 다음과 같습니다.
Codes | 의미 |
s | 경로 요약 (Suppressed), 지정된 경로가 억제됨 |
d | 경로가 up/down을 반복하여 네트워크가 불안정 되는 상태를 막기 위해 자주 반복하는 곳의 경로가 차단됨 (Damped) |
* | 경로가 유효함 (Valid) |
> | 최적의 BGP 경로임 (Best), 라우팅 테이블에 등록됨 |
i | iBGP로 배운 경로 정보 |
r | BGP 최적 경로이기는 하나, IGP 보다 AD 값이 높아서 라우팅 테이블에는 BGP 경로로 업데이트되지 못함 |
Routing 테이블
BGP 테이블에서 BGP로 주고받은 라우팅 정보를 확인할 수 있지만, 해당 경로가 다른 라우팅 프로토콜(OSPF, EIGRP 등)과 비교하여 라우팅 우선순위(Administrative Distance)에서 밀릴 경우 라우팅 테이블에 저장되지 않을 수 있습니다.
라우팅 테이블에 경로가 등록되어야 실제 트래픽 처리에 사용되므로, BGP로 학습된 경로가 정상적으로 등록되었는지 확인하는 것이 중요합니다.
라우팅 테이블에서 BGP로 학습된 경로는 B로 표시되며, eBGP 경로는 B EX, iBGP 경로는 B IN으로 표시됩니다.
[R1]
R1#show ip route
...
Destination Gateway Dist/Metric Last Change
----------- ------- ----------- -----------
C 1.1.1.1/32 Direct, Lo 1 0/0 2d22h
C 10.10.12.0/24 Direct, Vl 12 0/0 1d0h
C 110.1.0.0/24 Direct, Lo 2 0/0 2d22h
C 110.1.1.0/24 Direct, Lo 3 0/0 2d22h
C 110.1.2.0/24 Direct, Lo 4 0/0 2d22h
B EX 120.2.0.0/24 via 10.10.12.2 20/0 00:04:35
B EX 120.2.1.0/24 via 10.10.12.2 20/0 00:04:35
B EX 120.2.2.0/24 via 10.10.12.2 20/0 00:04:35
B EX 130.3.0.0/24 via 10.10.12.2 20/0 00:04:35
B EX 130.3.1.0/24 via 10.10.12.2 20/0 00:04:35
B EX 130.3.2.0/24 via 10.10.12.2 20/0 00:04:35
============================================================================
[R2]
R2#show ip route
...
Destination Gateway Dist/Metric Last Change
----------- ------- ----------- -----------
C 2.2.2.2/32 Direct, Lo 1 0/0 1d0h
O 3.3.3.3/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/1 16:42:56
O 4.4.4.4/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/2 16:42:56
C 10.10.12.0/24 Direct, Vl 12 0/0 1d0h
C 10.10.23.0/24 Direct, Vl 23 0/0 1d0h
O 10.10.34.0/24 via 10.10.23.3, Vl 23 110/2 16:42:56
B EX 110.1.0.0/24 via 10.10.12.1 20/0 00:05:35
B EX 110.1.1.0/24 via 10.10.12.1 20/0 00:05:35
B EX 110.1.2.0/24 via 10.10.12.1 20/0 00:05:35
C 120.2.0.0/24 Direct, Lo 2 0/0 1d0h
C 120.2.1.0/24 Direct, Lo 3 0/0 1d0h
C 120.2.2.0/24 Direct, Lo 4 0/0 1d0h
B IN 130.3.0.0/24 via 3.3.3.3 200/0 16:20:55
O 130.3.0.3/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/1 16:42:56
B IN 130.3.1.0/24 via 3.3.3.3 200/0 16:20:55
O 130.3.1.3/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/1 16:42:56
B IN 130.3.2.0/24 via 3.3.3.3 200/0 16:20:55
O 130.3.2.3/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/1 16:42:56
O 140.4.0.4/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/2 16:42:56
O 140.4.1.4/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/2 16:42:56
O 140.4.2.4/32 via 10.10.23.3, Vl 23 110/2 16:42:56
Ping Test
BGP로 주고받은 라우팅 정보는 각 라우터의 Loopback IP 주소를 기반으로 설정되었습니다. 테스트 결과에서 R1과 R2의 Loopback 인터페이스 간에 Ping 통신이 성공적으로 이루어진 것을 확인할 수 있습니다. 이는 BGP를 통해 라우팅 정보가 정상적으로 교환되었으며, 각 라우터가 상대방의 Loopback IP를 학습하고 이를 경로로 사용할 수 있다는 것을 의미합니다.
R1#ping 120.2.0.2 source loopback 2
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 120.2.0.2 from 110.1.0.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100.0 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 (ms)
R1#ping 130.3.0.3 source loopback 2
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 130.3.0.3 from 110.1.0.1, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100.0 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 (ms)
================================================================================
R2#ping 110.1.0.1 source loopback 2
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 110.1.0.1 from 120.2.0.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100.0 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/0 (ms)
Neighbor 연결 실패 시
BGP Neighbor 연결이 실패할 경우, 일반적으로 Notification 메시지가 전송되거나, 반대로 응답 자체가 오지 않는 상황이 발생할 수 있습니다. Notification 메시지는 BGP 프로토콜이 문제를 감지하고 세션을 종료할 때 사용되며, 실패 원인을 나타내는 에러 코드를 포함합니다.
R2에서 R1에 대한 neighbor를 shutdown하고 R1의 메시지를 살펴봅니다.
[R2]
R2(conf)#router bgp 200
R2(conf-router_bgp)#neighbor 10.10.12.1 shutdown
[R1]
Nov 28 15:20:25 : BGP: 10.10.12.2 went from OpenSent to Idle
Nov 28 15:20:25 : BGP: 10.10.12.2 received NOTIFICATION 6/3 (cease/ BGP identifier wrong)
Nov 28 15:20:25 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN w/ CISCO STYLE ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:20:25 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN w/ ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:20:25 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has MULTIPROTO_EXT capability AFI/SAFI: IPV4/UNICAST
Nov 28 15:20:25 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN, version 4, my as: 100
Nov 28 15:20:25 : BGP: 10.10.12.2 OPEN sent packet len 41
Nov 28 15:20:24 : BGP: 10.10.12.2 went from Connect to OpenSent
Nov 28 15:20:24 : BGP: 10.10.12.2 Trying to Connect
Nov 28 15:20:24 : BGP: 10.10.12.2 went from Active to Connect
Nov 28 15:20:24 : BGP: 10.10.12.2 went from Idle to Active
Nov 28 15:20:14 : BGP: 10.10.12.2 went from OpenSent to Idle
Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 received NOTIFICATION 6/3 (cease/ BGP identifier wrong)
Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN w/ CISCO STYLE ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 sending OPEN w/ ROUTE REFRESH capability
Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 OPEN has MULTIPROTO_EXT capability AFI/SAFI: IPV4/UNICAST
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Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 OPEN sent packet len 41
Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 went from Connect to OpenSent
Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 Trying to Connect
Nov 28 15:20:13 : BGP: 10.10.12.2 went from Active to Connect
Nov 28 15:20:12 : BGP: 10.10.12.2 went from Idle to Active
Nov 28 15:20:11 %STKUNIT1-M:CP %BGP-5-ADJCHANGE: VRF default Session ceased by neighbor 10.10.12.2
Nov 28 15:19:58 : BGP: 10.10.12.2 went from Established to Idle
Nov 28 15:19:58 : BGP: 10.10.12.2 received NOTIFICATION 6/3 (cease/ BGP identifier wrong)
Nov 28 15:19:57 : BGP: 10.10.12.2 send message type 4 (KEEPALIVE) length (incl. header) 19
Nov 28 15:19:57 : BGP: 10.10.12.2 sending KEEPALIVE
R1에서 R2로 keepalive 메시지를 보냈지만, R2는 이를 수락하지 않고 notification 메시지를 반환했습니다. 이로 인해 R1은 해당 Neighbor 관계에 문제가 발생했음을 인지하고, BGP 상태를 Idle로 변경합니다. Neighbor 관계가 종료되면서 R1은 R2로부터 수신했던 모든 BGP 라우팅 정보를 라우팅 테이블에서 제거하고, 해당 경로를 더 이상 사용하지 않게 됩니다.
[참고블로그]
https://net-study.club/entry/Routing-Protocol-BGP-Border-Gateway-Protocol
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