1 实验目的

• 掌握如何mininet内模拟AS。
• 掌握BGP路径挟持的原理和分析过程。

2 实验原理

互联网是由相互连接的自治系统AS组成的，通过一个通用的边界网关协议（BGP）进行交互彼此的路由信息。如果利用BGP进行特殊攻击，比如一个伪装的AS伪造了一个更短的路径到前缀P，其他的AS要路由到前缀P时就会选择这个更短的路径，受到感染的AS会把该攻击信息继续向其他的AS传播，使得更多的AS受到感染，逐渐形成了BGP劫持攻击。

3 实验任务

通过创建下图所示的网络拓扑，包括四个AS（AS1，AS2，AS3，AS4）。每个AS都有它的路由守护进程（R1，R2，R3，R4），守护路由的对接情况如下：
1.R1和R2，R4对接
2.R2和R1，R3对接
3.R3和R2对接

1.为每个AS节点创建容器，每个容器都有一个路由守护进程，我们使用开源路由组件quagga，每个AS运行bgpd来承载BGP，通过zebra配置linus内核中的路由规则。

2.每个as的配置信息存放在实验代码包的conf文件夹中

3.因为mininet使用网络域名，每个容器的路由表都是相互独立的，因此改变AS1的路由表不会影响AS2的路由表。

4.AS是通过静态路由规则中分离的网络接口互相连接的。

4 实验步骤

4.1 搭建环境

步骤1.创建虚网。
1.在首页单击“创建虚网”。虚网名称以“Slice1”为例，虚网名称只能包括数字，字母和下划线。

2.单击“下一步”选择网络拓扑。如果要创建虚拟机，则必须要选择一个计算存储服务器，双击选中设备。

3.单击“下一步”确认虚网清单。

4.单击“创建”成功创建虚网。

5.单击虚网名称链接进入“虚网详情”页面。

步骤4.添加控制器。
1.在“虚网详情”页面单击控制器部分的“”按钮，请根据实际情况选择要添加的控制器。

2.单击“下一步”选择控制器配置。

3.单击“创建”。
步骤5.在“虚网详情”页面单击网关部分的“”按钮添加网关。

步骤6.创建虚拟机mininet。
1.在“虚网详情”页面虚拟机部分单击“+”创建虚拟机。

2.单击“下一步”，选择镜像。

• 此处建议选择mininet_bgp的镜像，该镜像中已经下载了相关的实验代码，进行了对应的环境配置。
• 如果用户需要选择其他mininet镜像，建议参考附录进行环境配置。

3.单击“下一步”，选择配置。此处建议选择至少2G内存，2核CPU。

4.单击“下一步”确认填写基本信息。

5.单击“创建”。创建好的虚拟机如下图所示：

步骤7.启动虚网和虚拟机。
1.单击“虚网详情”页面网络拓扑右上角的“”按钮启动虚网。虚网启动后，控制器也会启动成功。
2.在“虚网详情”页面单击“网关”部分的“”按钮启动网关。
3.选择mininet虚拟机，单击虚拟机部分的“”按钮启动。

4.2实验验证

步骤1.选择虚拟机mininet，单击“”远程登录虚拟机。

步骤2.请根据实际情况输入用户名和密码，例如root/123。

执行以下命令启动quagga

步骤1.切换到/home/bgp目录执行以下命令创建实验拓扑。

步骤2.执行ctrl+a+d切换到系统操作界面。

步骤3.执行以下命令启动登录AS1的路由R1。

请根据提示输入密码en登录。

步骤4.执行命令sh ip bgp查看AS1的路由表信息。

从上图中可以看出，要到达“13.0.0.0/8”选择的AS路径是“2 3”（例如通过AS2和AS3）。

步骤5.执行exit退出到系统操作界面。

步骤6.执行以下脚本访问mininet开启在AS3中的一个默认web服务器，并判定可以直接从AS的host1-1直接访问。

在代码目录下有一个“website.sh”，这个脚本执行后会在AS1上循环执行curl -s 13.0.1.1这个命令。

步骤7.执行ctrl+a+d切换到系统操作界面。

步骤8.执行以下命令开启伪装的AS。

这个AS连接到AS1并通知它一条路由到“13.0.0.0/8”的更短的路径（例如一个直接从AS1到AS4的路径），这样AS1就会的选择这个更短的路径。

步骤9.查看website.sh的执行结果。

1.执行screen –r选择登录website的执行界面。

当前有两个界面，其中1895为mininet的操作界面进程，2422为website.sh的界面进程，此处选择2422。

2.执行以下命令登录website的执行界面。

可以看出原来的“default web server”变成了“Attacker web server”。
说明实际的进程号可能会不一样，请会根据实际情况操作。

步骤10.执行ctrl+a+d切换到系统操作界面。

步骤11.执行以下命令启动登录AS1的路由R1。

请根据提示输入密码en登录。

步骤12.执行命令sh ip bgp查看AS1的路由表信息。

可以在AS1的路由表中看出AS4的选择路径和AS3的路径。因为通过AS4到达“13.0.0.0/8”是比较短的，所以R1选择了AS4作为它的下一跳。

步骤13.执行以下脚本关闭R4的路由进程。

步骤14.登录website.sh的执行界面查看界面变化。

可以看出原来的“Attacker web server”又变成了“default web server”。
说明2422为website.sh的界面进程，实际的进程号可能会不一样，请会根据实际情况操作，可执行screen -r命令查看进程号。

步骤15.登录到mininet的操作界面退出拓扑。

在mininet操作命令行中输入exit退出拓扑结束实验。
说明1895为mininet的界面进程，实际的进程号可能会不一样，请会根据实际情况操作，可执行screen -r命令查看进程号。

5 实验结论

在BGP消息通告中把BGP邻居作为完全可信的实体，并认为所有从邻居学习到的路由信息都是当前网络拓扑的真实状况。因此当一个攻击者将不属于自己的IP前缀宣告到其他的组织，接收到通告的组织也只是依据自身策略决定到达该IP前缀的下一跳AS，没有机制可以用来验证发布该前缀的组织是否真的拥有该IP前缀。如果选择了攻击者AS作为到达该IP前缀的下一跳地址，则所有到达该IP前缀的流量都会被劫持到攻击者AS，并且受到感染的AS会把该攻击信息继续向其他的AS传播，使得更多的AS受到感染，逐渐形成了BGP劫持攻击。

6 附录（手动配置环境）

如果用户需要自行配置实验环境，可参考以下步骤获取实验代码并进行其他环境配置。

步骤1.执行以下命令安装easy_install，如果已经安装请跳过此步骤。

步骤2.执行以下命令获取实验代码。

步骤3.切换到bgp目录下，修改run.py中的如下代码。

修改内容在第19行，修改前：

修改后：

修改完成后请保存退出。

步骤4.执行以下命令安装termcolor和quagga。

步骤5.执行以下步骤配置quagga。

1.编辑/etc/quagga目录下的daemons文件。

将zebra和bgpd对应的值设置为yes后保存退出
zebra=yes
bgpd=yes

2.执行以下命令创建zebra、bgp以及vtysh对应的配置文件。

3.执行以下命令重新启动quagga。

步骤6.执行以下命令安装telnet，如果已经安装请跳过此步骤。