Отметьте характерные особенности протокола bgp. Изменяю своим привычкам

1. Использование BGP для п одключения к провайдеру



Интернет - это набор автономных систем, которые соединены между собой для коммуникации. BGP обеспечивает маршрутизацию между этими автономными системами.
Предприятие, кjторое хочет подключиться к интернету, делает это через одного из провайдеров. Если предприятие имеет только одно подключение к интернету, возможно, ему не понадобится использовать BGP, вместо него можно использовать маршруты по умолчанию. Однако, если имеется несколько подключений к одному или нескольким провайдерам, BGP будет предпочтительным для использования, т.к. он позволяет манипулировать атрибутами маршрутов, чтобы был выбран оптимальный путь.
Чтобы понять BGP, надо понять, чем он отличается от других протоколов маршрутизации. Один путь, это разделить протоколы на внешние и внутренние протоколы маршрутизации, такие как:
- IGP (Interior gateway protocol), внутренний протокол маршрутизации - это протокол, который обменивается маршрутной информацией внутри автономной системы Примеры таких протоколов - RIP, OSPF, EIGRP.

EGP (Exterior gateway protocol), внешний протокол маршрутизации - протокол, который обменивается маршрутной информацией между разными автономными системами. BGP - пример внешнего протокола. BGP является внутридоменным протоколом маршрутизации (IDRP), также известным как EGP. Последней версией протокола является BGP версии 4, который описан в RFC 4271. Как сказано в RFC, классическое описание автономной системы - набор маршрутов под одним техническим администрированием, который маршрутизирует пакеты внутри автономной системы с помощью внутренних протоколов маршрутизации, а также с помощью внешних протоколов маршрутизации определяет, как маршрутизируются пакеты к другим автономным системам.

Автономная система может использовать больше, чем один внутренний протокол маршрутизации, возможно с несколькими наборами метрик. С точки зрения BGP, наиболее важной характеристикой автономной системы есть то, что она взаимодействует с другой автономной системой, чтобы иметь один ясный внутренний план маршрутизации и представлять полную картину доступных сетей назначения. Все части автономной системы должны соединяться друг с другом.

Когда BGP работает между маршрутизаторами в разных автономных системах, он называется внешним BGP (EBGP). Когда BGP работает между маршрутизаторами внутри одной автономной системы, он называется внутренним BGP (IBGP). BGP определяет путь для пакетов между автономными системами. Важно понимать, как работает BGP для избежания создания проблем для автономной системы в результате работы BGP.

Организация может иметь несколько подключений только к одному провайдеру или к нескольким провайдерам. Недостатком наличия нескольких подключений к одному провайдеру является то, что единственный провайдер может стать причиной отсутствия соединения с интернетом. Имея подключения к нескольким провайдерам, организация получает следующие преимущества:

Резервирование несколькими подключениями

Нет привязки к политике маршрутизации одного провайдера

Наличие многих путей к одним и тем же сетям для улучшения политики управления маршрутами

В автономной системе с несколькими подключениями будет работать EBGP для связи с соседними автономными системами, а также может работать IBGP внутри.

Если организация решит, что будет иметь несколько подключений с использованием BGP, существует три пути, как этого достигнуть:

Каждый провайдер пропускает только один маршрут по умолчанию к автономной системе. Этот маршрут указывает на внутренние маршрутизаторы

Каждый провайдер пропускает только один маршрут по умолчанию и специфические маршруты провайдера к автономной системе. Эти маршруты могут пропускаться на внутренние маршрутизаторы или на всех внутренних маршрутизаторах может работать BGP и пропускаться эти маршруты будут на них всех

Каждый провайдер пропускает все маршруты в автономную систему. На всех внутренних маршрутизаторах по пути транзита работает BGP и пропускает маршруты между маршрутизаторами.

Первым вариантом маршрутизации при использовании нескольких подключений к провайдеру является получение только маршрутов по умолчанию от каждого провайдера. Эта конфигурация требует минимум ресурсов внутри автономной системы, так как маршрут по умолчанию используется для доступа к любому месту назначения. Автономная система отправляет все свои маршруты провайдерам, которые обрабатывают и пропускают маршруты в другие автономные системы.

Если маршрутизатор в автономной системе узнает о нескольких маршрутах по умолчанию, локальный внутренний протокол маршрутизации добавляет лучший маршрут по умолчанию в таблицу маршрутизации. С точки зрения этого маршрутизатора, он выбирает маршрут по умолчанию с наименьшей стоимостью в метрике внутреннего протокола маршрутизации. Этот маршрут по умолчанию будет отправлять пакеты, адресованные внешним сетям, на граничный маршрутизатор этой автономной системы, на котором работает внешний BGP. Граничный маршрутизатор будет использовать маршрут по умолчанию BGP для достижения всех внешних сетей.

Региональные провайдеры, которые имеют несколько подключений к национальным или международным провайдерам, обычно используют этот вариант. Региональные провайдеры не используют BGP для управления маршрутами, однако провайдерам необходима возможность добавления новых абонентов, а также сетей абонентов. Если региональный провайдер не использует BGP, каждый раз, когда региональный провайдер добавляет новый набор сетей, абонентам необходимо ждать, пока национальные провайдеры добавят новый набор сетей в свой процесс BGP и разместят статические маршруты, указывающие на региональных провайдеров. При работающем внешнем BGP у региональных провайдеров совместно с национальными и международными, региональному провайдеру достаточно будет добавить новые сети абонентов в свой процесс BGP. Эти новые сети автоматически проанонсируются через интернет с минимальной задержкой.

Абоненты, которые выберут получение только маршрутов по умолчанию от всех провайдеров, должны понимать следующие ограничения этого варианта:

Управление маршрутами не может быть применено, так как от каждого провайдера принимается только один маршрут

Управление пропускной способностью очень сложное и может быть применено только манипулированием метрики маршрута по умолчанию внутреннего протокола маршрутизации

Перенос части трафика из одной точки выхода в другую очень сложен, так как все сети назначения используют одинаковый маршрут по умолчанию для выбора пути

Как видно на рисунке, автономные системы AS 65020 и AS 65030 отправляют маршруты по умолчанию в AS 65010, сеть абонента А. Из-за метрики внутреннего протокола маршрутизации сети абонента А, а также из-за настройки маршрутизаторов R1 и R2, граничный маршрутизатор провайдера PE1 выбран как маршрут по умолчанию для достижения любой внешней сети за пределами автономной системы абонента А.

Эта процедура может привести к неоптимальной маршрутизации. Например, при задаче отправить пакет в сеть 172.17.0.0, пакет будет сначала отправлен провайдеру ISP1 на маршрутизатор РЕ1, так как маршрутизатор РЕ1 является предпочтительным путем для абонента А. А затем уже провайдер ISP1 отправит пакет в сеть назначения провайдеру ISP2.

Вторым вариантом дизайна сети с несколькими подключениями к провайдерам является получение маршрутов по умолчанию и определенных выбранных маршрутов от провайдеров.

Предприятие работает с провайдером по EBGP и получает частичную таблицу маршрутизации о маршрутах к сетям других абонентов этого провайдера. Предприятие также получает маршруты от любых других автономных систем.

Основным провайдерам присваивается от 2000 до 10000 бесклассовых междоменных маршрутизируемых блоков IP адресов от IANA, которые провайдеры передают в пользование своим абонентам. Если провайдер пропустит эту информацию абоненту, который хочет получать только частичную BGP таблицу маршрутизации, абонент перераспределит эти маршруты во внутренний протокол маршрутизации. Внутренние маршрутизаторы абонента (на которых не работает BGP) могут получить эту информацию через перераспределение. Маршрутизаторы могут взять ближайшую точку выхода, основываясь на лучшей метрике специфической сети, вместо того, чтобы выбрать точку выхода, основываясь на маршруте по умолчанию.

Получение частичной BGP таблицы от каждого провайдера более выгодно, так как выбор пути будет более точным, чем при использовании маршрута по умолчанию.

На рисунке провайдеры в AS 65020 и AS 65030 отправляют маршруты по умолчанию и маршруты к своим абонентам абоненту А (AS 65010).

Путем использования внутреннего BGP между внутренними маршрутизаторами R1 и R2 внутри AS 65010, AS 65010 может выбрать оптимальный путь к сетям провайдеров ISP1 и ISP2. Если сеть абонента А отправляет трафик к неизвестной сети, будет использоваться один из двух маршрутов по умолчанию. Снова таки это может привести к неоптимальной маршрутизации, как показано на рисунке. Неизвестный маршрут к другой автономной системе не показан на рисунке, так как эти маршруты не были проанонсированы в AS 65010 провайдерами ISP1 и ISP2. Метрика внутреннего протокола маршрутизации будет использована для выбора маршрута по умолчанию за пределы автономной системы абонента А.

При третьем варианте подключения к нескольким провайдерам все провайдеры пропускают все маршруты в автономную систему, и внутренний BGP работает по крайней мере на всем пути транзита к автономной системе. Этот вариант позволяет внутренним маршрутизаторам автономной системы выбирать маршрут через лучшего провайдера для каждого маршрута.

Эта конфигурация требует много ресурсов внутри автономной системы, т.к. она должна обрабатывать все внешние маршруты.

Автономная система отправляет все свои маршруты провайдерам, которые обрабатывают маршруты и отправляют эти маршруты другим автономным системам.

На рисунке AS 65020 и AS 65030 отправляют все маршруты в AS 65010. Провайдер, имеющий маршрут к специфической внешней сети из AS 65010, определяется с помощью BGP.

Маршрутизаторы в AS 65010 могут быть настроены для влияния на маршруты к определенным сетям. Например, R1 и R2 могут влиять на выбор маршрута для исходящего трафика из AS 65010.

Автономная система - это набор сетей под одним техническим администрированием. Внутренние протоколы маршрутизации работают внутри автономных систем, а BGP используется для маршрутизации между автономными системами в интернете.

IANA - организация, ответственная за присвоение номеров автономным системам. Конкретно, ARIN (Американский регистратор номеров интерната) отвечает за присвоение номеров для Америки, Карибов и Африки. RIPENIC (Европейский исследовательский сетевой информационный центр IP) присваивает номера автономным системам в Европе. А APNIC (Азиатско-Тихоокеанский сетевой информационный центр) - за присвоение номеров автономным системам в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Номера автономных систем - это 16-битный номер от 1 до 65535. RFC 1930 предоставляет руководство по использованию номеров автономных систем. Диапазон номеров автономных систем от 64512 до 65535 зарезервирован для частного использования, наподобие частных IP адресов.

Основной задачей BGP является предоставление междоменной системы маршрутизации, которая гарантирует беспетлевой обмен маршрутной информацией между автономными системами. Маршрутизаторы обмениваются информацией о маршрутах к сетям назначения.

BGP - то преемник EGP, который был разработан для изоляции сетей одна от другой при росте интернета.

Есть много RFC, относящихся к BGP4, текущей версии BGP. Эти RFC включают 1772, 1773, 1774, 1930, 1966, 1997, 1998, 2042, 2385, 2439, 2545, 2547, 2796, 2858, 2918, 3065, 3107, 3392, 4223 и 4271.

BGP4 имеет много улучшений по сравнению с более ранними протоколами. Интернет широко использует BGP для соединения провайдеров и подключения предприятий к провайдерам.

BGP4 и его расширения является единственной доступной версией BGP для использоввания в публичном интернете. BGP4 переносит сетевую маску для каждой анонсируемой сети и поддерживает и бесклассовую междоменную маршрутизацию, и маски переменной длины. Предшественники BGP4 не поддерживали эти возможности, которые сейчас обязательны в интернете.

Когда используется бесклассовая маршрутизация на маршрутизаторе ядра основного провайдера, построенная таблица маршрутизации состоит в основном из BGP маршрутов и имеет более 175000 блоков бесклассовых сетей. Если не использовать бесклассовую маршрутизацию, таблица маршрутизации может содержать более 2 000 000 записей. Использование BGP4 предотвращает таблицу маршрутизации интернета становиться слишком большой для соединения миллионов пользователей.

3. Сравнение BGP с внутренними протоколами маршрутизации

BGP работает не так, как внутренние протоколы маршрутизации. Внутренние протоколы маршрутизации ищут самый быстрый путь из одной точки корпоративной сети в другую, основываясь на определенной метрике. RIP использует число переприемов устройств третьего уровня на пути к сети назначения. OSPF и EIGRP boen лучшую доступную скорость по параметру bandwidth на интерфейсе/ Все внутренние протоколы вычисляют стоимость пути.
BGP является внешним протоколом и не использует скорость для определения лучшего пути. Вместо этого BGP является протоколом, основанным на политиках, который позволяет автономным системам управлять трафиком с использованием атрибутов BGP путей. BGP позволяет провайдерам использовать всю свою пропускную способность путем манипулирования этими атрибутами пути.

4. Функциональность вектора пути

Внутренние протоколы маршрутизации анонсируют список сетей и метрик, чтобы достичь каждую сеть. В BGP маршрутизаторы обмениваются информацией о сетевой доступности, называемой вектором пути, составленной из атрибутов пути (наподобие метрик). Информация вектора пути включает список всех номеров автономных систем (одна за одной, которые необходимо пройти для достижения сети назначения, а также сети, доступные в конце пути. Другие атрибуты включают IP адрес следующей автономной системы (атрибут следующего переприема) и обозначение, как сеть в конце пути была добавлена в BGP (атрибут кода происхождения).

Эта путевая информация автономной системы полезна для построения беспетельного графа автономных систем и используется для определения политик маршрутизации, поэтому ограничение поведения маршрутизации может быть основано на пути к автономной системе.

Путь к автономной системе всегда беспетельный. Маршрутизатор, на котором работает BGP не разрешит обновление маршрута который уже включает маршрутизатор номера автономной системы в списке путей, так как обновление уже прошло и подтверждение новой информации приведет к петли маршрутизации.

Администратор может определить политики или правила, как данные будут проходить через автономные системы.

BGP принимает решение о политике маршрутизации на уровне автономных систем. Эти политики могут быть применены для всех сетей, принадлежащих автономной системе, для определенного блока сетей или для индивидуальных сетей или подсетей.

BGP указывает, что BGP маршрутизатор может передавать соседней автономной системе только те маршруты, которые использует сам. Это правило отражает правило маршрутизации «шаг за шагом», которое обычно используется в интернете.

Правило маршрутизации «шаг за шагом» не поддерживает все возможные политики. Например, BGP не разрешает одной автономной системе отправлять трафик соседней автономной системе, надеясь, что трафик пойдет по другому маршруту, чем трафик, генерируемый в этой соседней автономной системе. Другими словами, нельзя повлиять на то, как соседняя автономная система будет маршрутизировать трафик, но можно повлиять на то, как трафик попадет в соседнюю автономную систему. Однако, BGP поддерживает любые правила, которые соответствуют основному правилу маршрутизации «шаг за шагом».

Так как интернет сейчас использует только правило «шаг за шагом», и так как BGP может поддерживать любые политики, соответствующие этому правилу, BGP является широкоприменяемым как протокол маршрутизации между автономными системами.

На рисунке выше у автономной системы AS 65010 есть следующие возможные пути для достижения AS 65060 через AS 65020:

65020 - 65030 - 65060

65020 - 65050 - 65060

65020 - 65030 - 65050 - 65070 - 65060

65020 - 65050 - 65030 - 65060

65020 - 65050 - 65070 - 65060

Но AS 65010 не видит все эти возможности.

AS 65020 передает AS 65010 только информацию о лучшем пути 65020 - 65030 - 65060, так же как протокол внутренней маршрутизации анонсирует только лучший путь с наименьшей стоимостью. Это единственный путь через AS 65020, который AS 65010 увидит. Все пакеты с сетью назначения, принадлежащей AS 65010, будут идти через AS 65020 только по этому маршруту.

Даже если существуют другие пути, AS 65010 может использовать лишь тот путь к AS 65060, который был анонсирован AS 65020. Путь к автономной системе, который был анонсирован, 65020 - 65030 - 65060, это путь «шаг за шагом», который AS 65020 использует, чтобы достигнуть AS 65060. AS 65020 не будет анонсировать другой путь, например, 65020 - 65050 - 65030 - 65060, тка как он не будет выбран лучшим путем политикой маршрутизации AS 65020.

AS 65010 не узнает о другом лучшем пути или других путях от AS 65020, пока лучший путь в AS 65020 не станет недоступным.

Даже если AS 65010 узнает о каком-то пути через AS 65020, он не сможет его использовать, т.к. AS 65020 не отправит трафик по другому пути, у него есть лучший путь 65020 - 65030 - 65060, поэтому именно его он и будет использовать, согласно политики маршрутизации BGP. BGP не позволяет одной автономной системе отправлять трафик через соседнюю автономную систему по маршруту, отличному от маршрута, которым пользуется трафик, генерируемый в соседней автономной системе.

AS 65010 может выбрать для отправки трафика в AS 65060 маршрут через AS 65020 или через AS 65040. AS 65010 выберет лучший путь, основываясь на собственной политике маршрутизации BGP.

BGP использует BGP как протокол транспорта, который предоставляет надежную, ориентированную на соединение доставку. BGP предполагает, что все его соединения надежные, поэтому не имеет механизма повторной передачи или исправления ошибок. BGP использует TCP порт 179. Два маршрутизатора, использующие BGP, устанавливают TCP соединение друг с другом и обмениваются сообщениями для открытия соединения и подтверждения параметров соединения. Эти два BGP маршрутизатора называются соседями или одноуровневыми маршрутизаторами.

После установления соединения маршрутизаторы обмениваются полными таблицами маршрутизации. Однако, так как соединение надежное, BGP соседи затем отправляют только изменения. Надежные соединения не требуют периодической отправки обновлений, вместо этого маршрутизаторы используют обновления при появлении изменений. BGP отправляет сообщения поддержки связи, похожие на Hello сообщения, отправляемые протоколами OSPF, IS-IS и EIGRP.

BGP - это только IP протокол маршрутизации, который использует NCP как транспортный уровень. OSPF, IGRP и EIGRP работают именно на IP уровне, а RIP использует UDP как транспорт.

OSPF и EIGRP используют свои собственные внутренние функции, чтобы убедиться, что пакеты обновления точно получены. Эти протоколы используют такой процесс передачи, при котором при наличии нескольких пакетов для передачи следующий пакет не может быть отправлен, пока OSPF или EIGRP не получат подтверждение на первый пакет обновления. Этот процесс может быть очень неэффективным и стать причиной задержек, если тысячи пакетов обновлений должны быть переданы через относительно медленные соединения. OSPF и EIGRP редко имеют для отправки тысячи пакетов. EIGRP может поместить в один пакет обновления больше 100 сетей, поэтому 100 EIGRP пакетов обновления могут содержать до 10 000 сетей, а большинство организаций не имеют у себя 10 000 сетей.

С другой стороны, BGP имеет в интернете более 175 000 сетей для анонсирования, и это число растет. BGP использует TCP для обеспечения функции подтверждения. NCP использует динамический размер окна, которое позволяет отправить 65 576 байт перед тем, как отправка будет остановлена для ожидания подтверждения. Например, при использовании максимального размера окна, если будут отправляться 1000-байтные пакеты, понадобится отправка 65 неподтвержденных пакетов перед тем, как BGP остановит передачу и будет ждать подтверждение.

TCP разработан для использования скользящего размера окна, где приемник отправляет подтверждение в точке приема половины размера передаваемого окна. Этот метод позволяет TCP приложениям, таким как BGP, продолжать отправку пакетов без необходимости остановки для ожидания подтверждения, как это требуется в OSPF и EIGRP.

BGP позволяет провайдерам связываться друг с другом и обмениваться пакетами. Провайдеры имеют множество подключений друг к другу и соглашений по обмену обновлениями. BGP используется для реализации этих соглашений между двумя и более автономными системами.

Неправильное управление и фильтрация BGP обновлений потенциально может внешней автономной системе влиять на трафик в другой автономной системе. Поэтому важно знать, как работает BGP и как правильно его настроить для предотвращения этой ситуации.

Например, если абонент подключен к провайдерам ISP1 и ISP2 для избыточности, необходимо реализовать политику маршрутизации, чтобы провайдер ISP1 не отправлял трафик провайдеру ISP2 через автономную систему абонента. Абонент не захочет тратить свои ресурсы сети и пропускную способность подключений к интернету для маршрутизации трафика этих провайдеров, но будет хотеть иметь возможность получать трафик, предназначенный для его автономной системы, через каждого из провайдеров.

BGP следует использовать в следующих случаях:

Если автономная система является транзитной, через которую проходят пакеты, предназначенные для других автономных систем

Если автономная система имеет несколько подключений к другим автономным системам

Если политика маршрутизации между автономными системами должна быть управляемой, где надо повлиять на выбор пути для входящего и исходящего трафика

BGP не всегда является подходящим решением для связи автономных систем. Есть несколько случаев, когда BGP не следует применять:

Когда сеть имеет одно подключение в интернет или к другой автономной системе. Автономная система с одним выходом должна применять маршрут по умолчанию, как ниболее правильное решение. Нет необходимости использовать ресeрсы процессора и памяти для BGP.

Когда недостаточно ресурсов процессора и памяти на граничном маршрутизаторе для применения BGP маршрутизации

Когда недостаточно понимания о фильтрации маршрутов и процессе выбора пути BGP

Если политика маршрутизации, применяемая в автономной системе, совместима с политикой в автономной системе провайдера, нет необходимости или нежелательно настраивать DGP в этой автономной системе

Маршрутизатор, на котором работает BGP, имеет свои собственные таблицы для хранения BGP информации, которую он получает и отправляет другим маршрутизаторам, включая таблицу соседей, BGP таблицу, также называемую базой данных пересылки или базой данных топологии, и таблицу IP маршрутизации.

Для того, чтобы BGP установил соседские отношения, он должен быть явно настроен для каждого соседа. ВGP формирует TCP отношения с каждым настроенным соседом и поддерживает эти отношения путем отправки BGP/TCP сообщения поддержания отношений. BGP отправляет это сообщение каждые 60 секунд.

После установления соседских отношений, соседи обмениваются BGP маршрутами, которые имеются у них в таблице маршрутизации. Каждый маршрутизатор собирает эти маршруты от каждого соседа, с которым успешно установлены отношения, и помещает их в базу данных топологии BGP. Все маршруты, которые были изучены от каждого соседа, располагаются в этой базе данных. Лучшие маршруты для каждой сети выбираются из базы данных топологии процессом выбора маршрута BGP и предлагается в таблицу маршрутизации.

Внешние BGP маршруты, изученные от внешних автономных систем, имеют административное расстояние 20. Внутренние BGP маршруты, изученные внутри автономной системы, имеют административное расстояние 200.

Существует четыре типа сообщений BGP: open, keepalive, update, notification.

После установления TCP соединения, первое сообщение, отправляемое каждой стороной, это open сообщение. После получения open сообщения, каждая сторона отправляет keepalive сообщение, которым подтверждает получение. После получения подтверждения о получении open сообщения устанавливаются BGP отношения, BGP соседи могут обмениваться любыми update, keepalive и notification сообщениями.

BGP соседи сначала обмениваются своими полными таблицами BGP маршрутизации. Дополнительные обновления отправляются только при возникновении изменений в сети. Соседи отправляют keepalive сообщения для того, чтобы убедиться, что соединение между соседями существует. А также отправляют notification сообщения при возникновении ошибок или специальных условий.

Open сообщение - содержит следующюю информацию:

Номер версии - предлагаемый номер версии протокола. Наибольший номер версии, поддерживаемый маршрутизаторами. Большинство реализаций BGP маршрутизации сейчас используют BGP4.

AS номер - номер автономной системы локального маршрутизатора. Соседний маршрутизатор проверяет эту информацию. Если это не ожидаемый номер, BGP сессия заканчивается.

Hold time - максимальное число секунд, которое может пройти между успешными keepalive или update сообщениями отправителя. При получении open сообщения маршрутизатор вычисляет значение hold таймера путем использования меньшего значения между настроенным на маршрутизаторе и полученным в open сообщении

BGP router-ID - 32-битное поле, показывающее BGP идентификатор отправителя. BGP ID - это IP адрес, назначенный маршрутизатору, он определяется при загрузке. BGP router-ID выбирается так же, как и OSPF router ID? Это наибольший IP адрес активного интерфейса маршрутизатора при условии, что loopback интерфейсы не настроены. А если настроены loopback интерфейсы, BGP router-ID выбирается как наибольший IP адрес одного из loopback интерфейсов. Router-ID также можно задать вручную.

Дополнительные параметры - это параметры типа, длины и значения кодирования. Примером дополнительных параметров есть аутентификация сессии.

Keepalive сообщение - обмен этими сообщениями проводится соседями чаще, чем истекает врямя hold таймера. Если согласованное значение hold таймера равно 0, периодическая отправка keepalive сообщений не производится. Keepalive сообщение состоит только из заголовка.

Update сообщение - BGP update сообщение содержит информацию только об одном пути, несколько путей требуют нескольких update сообщений. Все атрибуты в update сообщении относятся к тому маршруту и сети, которая может быть достигнута через этот маршрут. Update сообщение может содержать следующие поля:

Withdrawn routes - список отображает IP адреса префиксов маршрутов, которые выведены из эксплуатации, если таковые имеются

Path attributes - эти атрибуты включают: путь к автономной системе, происхождение, локальные предпочтения и др. Каждый атрибут пути включает атрибут TLV. Тип атрибута состоит из флагов, которые следуют за кодом типа атрибута.

Network-layer reachability information - это поле содержит список префиксов IP адресов, которые доступны по этому пути.

Notification сообщение - отправляется, когда обнаруживается ошибка. BGP соединение закрывается немедленно после отправки сообщения. Notification сообщение включает код ошибки, ее подкод, а также данные, относящиеся к ошибке.

Протокол BGP предназначен для обмена информацией о достижимости подсетей между автономными системами (АС), то есть группами маршрутизаторов под единым техническим управлением, использующими протокол внутридоменной маршрутизации для определения маршрутов внутри себя и протокол междоменной маршрутизации для определения маршрутов доставки пакетов в другие АС. Передаваемая информация включает в себя список АС, к которым имеется доступ через данную систему. Выбор наилучших маршрутов осуществляет исходя из правил, принятых в сети.

BGP поддерживает бесклассовую адресацию и использует суммирование маршрутов для уменьшения таблиц маршрутизации . С года действует четвёртая версия протокола, все предыдущие версии являются устаревшими.

BGP, наряду с DNS , является одним из главных механизмов, обеспечивающих функционирование Интернета.

BGP является протоколом прикладного уровня и функционирует поверх протокола транспортного уровня TCP (порт 179). После установки соединения передаётся информация обо всех маршрутах, предназначенных для экспорта. В дальнейшем передаётся только информация об изменениях в таблицах маршрутизации. При закрытии соединения удаляются все маршруты, информация о которых передана противоположной стороной.

Формат сообщения

Сообщение BGP начинается с заголовка, после которого, в зависимости от типа сообщения, могут следовать данные. Максимальная длина сообщения - 4096 октетов, минимальная - 19 октетов. Заголовок сообщения содержит следующие поля:

• Маркер (16 октетов) - используется для совместимости, должен быть заполнен единицами;
• Длина (2 октета) - длина сообщения в октетах, включая заголовок;
• Тип (1 октет):
  • 1 - Открытие;
  • 2 - Обновление информации;
  • 3 - Оповещение;
  • 4 - Сохранение соединения.

Открытие

Первое сообщение после установки соединения должно быть «Открытие». Если сообщение успешно обработано, в ответ будет послано «Сохранение соединения». В дополнение к заголовку BGP сообщение «Открытие» содержит следующие поля:

• Версия (1 октет) - версия протокола, текущее значение 4;
• Моя система (2 октета) - номер автономной системы;
• Интервал времени (2 октета) - максимальный интервал времени в секундах между получением сообщений «Обновление информации» или «Сохранение соединения»;
• Идентификатор отправителя (4 октета) - устанавливается равным IP-адресу;
• Длина дополнительных параметров (1 октет);
• Дополнительные параметры:
  • Тип параметра (1 октет);
  • Длина параметра (1 октет);
  • Значение параметра.

Обновление информации

Сообщение «Обновление информации» предназначено для передачи информации о маршрутах между АС. Сообщение может указывать новые маршруты и удалять неработающие. Структура сообщения:

• Длина удаляемых маршрутов (2 октета);
• Удаляемые маршруты:
  • Длина (1 октет) - длина в битах префикса IP-адреса;
  • Префикс IP-адреса, дополненный минимальным количеством бит до полного октета;
• Длина атрибутов пути (2 октета);
• Атрибуты пути:
  • Тип атрибута:
    • Флаг атрибута;
    • Код атрибута;
  • Длина атрибута (1 или 2 октета, в зависимости от флага);
  • Данные атрибута;
• Информация о достижимости - список префиксов IP-адресов:
  • Длина (1 октет) - длина в битах префикса IP-адреса (нулевая длина - соответствие всем IP-адресам);
  • Префикс IP-адреса, дополненный минимальным количеством бит до полного октета.

Все атрибуты пути соответствуют всем записям в поле «Информация о достижимости».

Сохранение соединения

Сообщение сохранения соединения должно посылаться не реже чем раз в одну третью часть максимального интервала времени между сообщениями, но не чаще чем один раз в секунду. Если интервал времени установлен равным нулю, то сообщение не должно периодически рассылаться. Сообщение не использует дополнительных полей.

Оповещение

Оповещение посылается в случае обнаружения ошибки, при этом соединение закрывается. Сообщение содержит следующие поля:

• Код ошибки (1 октет);
• Субкод (1 октет);
• Данные.

Процесс выбора

Процесс выбора запускается после обновления информации и служит для отбора маршрутов, предназначенных для использования локально и передачи другим маршрутизаторам, использующим BGP. Процесс использует атрибуты полученных маршрутов для получения степени предпочтения маршрута или информации о том, что маршрут является неподходящим для занесения в базу маршрутов и должен быть исключён из процесса отбора. Процесс делится на три фазы:

• Вычисление степени предпочтения каждого полученного маршрута;
• Выбор наилучшего маршрута для каждого места назначения и занесение его в базу маршрутов;
• Передача маршрутов на другие маршрутизаторы, при этом может производиться суммирование маршрутов.

См. также

Ссылки

• RFC 1105 (англ.) , A Border Gateway Protocol version 1
• RFC 1163 (англ.) , A Border Gateway Protocol version 2
• RFC 1164 (англ.) , Application of the Border Gateway Protocol in the Internet
• RFC 1265 (англ.) , BGP Protocol Analysis
• RFC 1266 (англ.) , Experience with the BGP Protocol
• RFC 1403 (англ.) , BGP OSPF Interaction
• RFC 4271 (англ.) , A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4)
• RFC 1772 (англ.) , Application of the Border Gateway Protocol version 4 in the Internet
• RFC 1773 (англ.) , Experience with the BGP-4 Protocol
• RFC 4274 (англ.) , BGP-4 Protocol Analysis
• RFC 1863 (англ.) , A BGP4/IDRP Route Server alternative to a full mesh routing
• RFC 1997 (англ.) , BGP Communities Attribute
• RFC 1998 (англ.) , An Application of the BGP Community Attribute in Multi-home Routing
• BGP протокол (рус.) , Использование BGP для междоменного роутинга (примеры настройки Cisco маршрутизаторов)

Литература

• Установка и настройка BGP , используя ПО маршрутизации Quagga в Gentoo Linux
• Настройка BGP на Linux (Quagga Zebra) с автоматической балансировкой нагрузки по трем каналам и резервированием
• Уильям Р. Паркхерст Справочник по командам и настройке протокола BGP-4 маршрутизаторов Cisco = Cisco BGP-4 Command and Configuration. - М .: «Вильямс», 2002. - С. 384. - ISBN 1-58705-017-X
• BGP протокол (перевод на русский) = CISCO UNIVER CD.

Как работает интернет?

Если на пальцах, то практически у каждого, кто подключен больше, чем к одному провайдеру (а тем более, у самих провайдеров) есть магическая сущность, которая называется автономной системой (AS) или по русски - АСка.

Всем своим соседям (не по дому, разумеется, а тем, с кем есть прямые соединения), владелец AS сообщает: "Чуваки! У меня есть AS номер XXX!" Это называется BGP-Анонсом.

Соседи принимают это во внимание и передают дальше. Вот владелец AS YYY всех оповещает: "чуваки! Через меня доступна ASXXX! Путь до нее: XXX YYY". Постепенно, у каждого участника этой вакханалии складывается маршрутная таблица, в которой всегда видно, что от своей ASZZZ до ASXXX можно дойти по маршруту "ZZZ YYY YYY1 XXX".

Всё это развлекательное мероприятие и называется "протокол BGP".

Радость от него была бы неполной, не будь в BGP возможности выбрать маршрут. От двух свои провайдеров можно получить разные маршруты до ZZZ. Если XXX подключен не только к YYY1, но и напрямую к YYY, то у него будет более выгодный маршрут всего из трех хопов, вместо четырех.

Надеюсь, вы еще не запутались в трех латинских буквах и можно перейти к IP адресам.

У владельца автономной системы есть обычно собственный диапазон IP адресов, которые он может использовать сам, отдавать клиентам, солить, сушить, ну и вообще делать с ними все, что заблагорассудится.

Если компьютер, расположенный на одном краю интернета захочет передать чего нибудь компьютеру на другом конце интернета, он засунет все данные в пакет, лизнет языком клей на конверте, надпишет IP адрес получателя и отдаст своему маршрутизатору. Маршрутизатор отдаст этот пакет другому маршрутизатору внутри своей AS, тот третьему и наконец дело дойдет до самого умного маршрутизатора, знающего протокол BGP. Самый умный маршрутизатор вздохнет, наденет очки, посмотрит на адрес получателя, поковыряется в своих толстенных книгах с таблицами маршрутизации, сопоставит адрес с номером AS, потом найдет, через кого из соседей путь до этой AS ближе всего, отдаст пакет этому соседу и забудет.

Еще надо отметить возможность сделать какой-то из каналов гарантированно запасным. Вот есть у вас два канала и вы хотите, чтобы один из них был резервным и трафик по нему шел только в случае, если основной канал упадет. Чтобы этого добиться нужно сделать, чтобы маршрут по резервному каналу был при любых обстоятельствах длиннее, чем по основному.

Как? А элементарно. Надо соседу, который сидит по ту сторону резервного канала, отдавать не просто свой номер AS, а целый маршрут до нее. Вот так: "XXX XXX XXX XXX XXX". Да-да, просто несколько раз указать свою же AS. Это называется "добавить препенды".

Возвращаясь к нашей картинке, AS XXX подключена к двум провайдерам: YYY1 - кривой, но с безнлимитным трафиком. YYY - устойчивый, но трафик за большое бабло. Владелец XXX предпочитает, чтобы пока работает YYY1, весь трафик гонялся через него. Поэтому специально для YYY сообщаем, что через нас видно "XXX XXX XXX". Поскольку маршрут от XXX до ZZZ напрямую через YYY теперь получается длиннее, то связь будет через YYY.

Главное, чтобы ни из одной точки интернета этот маршрут никогда не стал кратчайшим. Сколько препендов добавить обычно выбирается на глазок - ну 5-10. Более длинные маршруты в интернете встречаются редко.

http://to-the-future.livejournal.com/450700.html

BGP – это протокол маршрутизации внешнего шлюза, использующийся для проведения маршрутизации между маршрутными доменами (или автономными системами). BGP используются всеми поставщиками услуг Интернет, а также в ядрах очень крупных сетей.

BGP – очень устойчивый и хорошо масштабируемый протокол маршрутизации. Протокол BGP проявляет исключительную стабильность в маршрутизации между автономными системами (AS) (даже при огромных таблицах маршрутизации) и предоставляет сетевым администраторам большую свободу действий и гибкость в создании правил маршрутизации.

Принцип работы дистанционно–векторного протокола маршрутизации:

Протокол BGP является протоколом вектора маршрута т.е. применяет информацию о векторе (направлении) и о пути к пункту назначения.

Пример работы дистанционно–векторного протокола маршрутизации

Предположим, что маршрутизатор А сгенерировал маршрут к сети 10.1.10/2А и объявил его маршрутизатору В. В информации о том, как достичь сети назначения 10.1.10/2А, маршрутизатор А указывает, что он является первым маршрутизатором в пути. Маршрутизатор В, получив этот маршрут, добавляет себя в путь и отправляет его маршрутизатору С, который, в свою очередь, добавляет себя в путь к сети 10.1.10/2А и отправляет маршрут маршрутизатору D. Когда маршрутизатор D получает маршрут к пункту назначения 10.1.10/2А, он обнаруживает, что путь к нему, проходит через маршрутизаторы С, В и А. Маршрутизатор D добавляет себя в путь и отсылает полученный маршрут обратно маршрутизатору А. Получив объявление маршрута, маршрутизатор А отвергает его, т. к. находит в соответствующем пути себя.

Так работает протокол BGP, за исключением того, что информация добавляется в путь к сети назначения не отдельными маршрутизаторами, а автономными системами. Любой маршрутизатор, который получил маршрут, может определить наличие петли маршрутизации, проверив присутствие в пути к заданной сети назначения своей автономной системы.

Протокол BGP не предъявляет никаких требований к топологии сети.

Протоколом BGP на основе информации, полученной от различных маршругизаторов, выстраивается граф автономных систем со всеми связями между узлами. Каждой АS соответствует уникальный номер. Соединение между двумя АS формирует путь, а информация о совокупности путей от одного узла в АS к узлу в другой АS составляет маршрут. Протокол BGP активно использует информацию о маршрутах к заданному пункту назначения, что позволяет избежать образования петель маршрутизации между доменами.

Выбор пути .Протокол BGP не использует метрики для определения петель в пути, они нужны ему для управления сетевыми правилами.

Протокол BGP объявляет всем своим соседям только один оптимальный маршрут. Ниже приведен список метрик, упорядоченный по возрастанию значимости:

· Административный вес;

· Локальное предпочтение;

· Локально созданные маршруты;

· Кратчайший AS-путь;

· Наиболее низкий источник;

· Метрика МЕD (Мultiple Ехit Discriminator);

· Предпочтительные внешние пути;

· Путь через ближайшего соседа, если включена синхронизация;

· Путь через соседа с наименьшим идентификатором маршрутизатора;

Маршрут с кратчайшим AS – путем выбирается тогда, когда совпадают все более значимые факторы.

Протоколы этого типа используются для определения маршрутов передачи данных между различными автономными системами. Такие протоколы обычно относят к классу Exterior Gateway Protocol. В настоящее время существуют два протокола данного типа:

• Border Gateway Protocol
• Exterior Gateway Protocol

Особенности внешней маршрутизации

Два маршрутизатора, которые обмениваются информацией о маршрутах, называются внутренними соседями в том случае, если они принадлежат к одной автономной системе и внешними – в том случае, если они принадлежат к различным автономным системам. На рисунке маршрутизаторы R2 R4 являются внутренними для автономных систем AS N и AS M соответственно. R1 и R3 совмещают функции внешнего и внутреннего маршрутизаторов. Маршрутизатор R1 представляет для автономной системы AS M маршруты к сетям, которые находятся в автономной системе AS N. Аналогичную функцию выполняет маршрутизатор R3 по отношению к маршрутам AS M.

Основная особенность протоколов внешней маршрутизации заключается в том, что они представляют метрики маршрутов, которые рассчитываются относительно некоторой общей сети, а не относительно своих интерфейсов.

Протокол маршрутизации EGP

Основные принципы построения протокола маршрутизации EGP определены в RFC 904 . Этот протокол маршрутизации имеет три основные черты:

• Использование механизма установления отношений между маршрутизаторами neighbor acquisition
• Маршрутизаторы EGP используют специальный механизм для определения статуса свих партнеров по протоколу
• Маршрутизаторы EGP периодически обмениваются информацией о достижимости сетей путем передачи сообщений об обновлениях маршрутов.

В процессе установления партнерских отношений, а также для выполнения обмена информацией о маршрутах, маршрутизаторы EGP обмениваются специальными сообщениями, которые передаются в режиме с подтверждением приема. В зависимости от ситуации, эти сообщения могут быть нескольких типов:

• Сообщения Neighbor Acquisition Messages
• Сообщения Neighbor Reach ability Messages
• Сообщения Poll Request Messages
• Сообщения Routing Update Messages

Сообщения об установлении отношений (Neighbor Acquisition)

Сообщения этого типа маршрутизатор передает в том случае, когда собирается установить с другим маршрутизатором отношения в соответствии с алгоритмами информационного обмена EGP.

Сообщения проверки состояния соседа Neighbor Reach ability

Сообщения этого типа маршрутизатор передает в том случае, когда хочет установить в каком состоянии находится соседний маршрутизатор.

Когда маршрутизатор находится в активном состоянии (см. рисунок) он периодически посылает сообщения Hello вместе с обновлениями маршрутов и ожидает ответа от соседа. Если маршрутизатор находится в пассивном режиме, он может использовать содержимое поля STATUS для определения состояния соседа вместо того, чтобы периодически опрашивать его. Обычно оба маршрутизатора находятся в активном состоянии.

Сообщения проверки состояния маршрута Poll Request

Сообщения этого типа маршрутизатор передает в том случае, когда хочет установить, достижима или нет сеть SOURCE NETWORK.

Сообщения проверки состояния маршрута Routing Update

Сообщения этого типа маршрутизатор передает в ответ на полученное сообщение Poll Request. В данном сообщении содержится информация о маршрутах данной автономной системы, которые источник хочет представить приемнику. На рисунке приведена структура сообщения Poll Request.

Как уже было выше отмечено, описание метрики маршрута в протоколе EGP указывается относительно общей сети, которая называется SOURCE NETWORK. Это является существенным отличием данного протокола от протоколов класса IGP. Рассмотрим представленный на рисунке пример:

В данном случае автономная система AS M использует маршрутизатор R1 для представления маршрутов к своим внутренним сетям для других автономных систем. В соответствии с принципом формирования информации о маршрутах, который принят в EGP, внутренние сети AS M будут представлены следующим образом:

Маршрутизатор	Сеть	Дистанция
R1	N3	1
R1	N5	2
R1	N4	3
R2	N2	1
R3	N1	1

Сообщение Error Response/Indication

Маршрутизатор EGP использует сообщения этого типа для того, чтобы предупредить соседний маршрутизатор о возникновении нештатной ситуации.

Недостатки протокола EGP

Протоколу EGP свойственен ряд существенных недостатков:

1. Маршрутизатор EGP представляет только один путь до каждой сети. Это делает невозможным использование процедур динамического перераспределения нагрузки между параллельными каналами
2. Маршрутизатор EGP не поддерживает внеклассовые сети.

Протокол маршрутизации BGP

Протокол маршрутизации BGP (Border Gateway Protocol RFC 1771) представляет собой более современный, чем протокол EGP, протокол внешней маршрутизации автономных систем. Оба этих протокола построены по примерно одинаковой схеме, однако протокол BGP имеет ряд существенных преимуществ по отношению к EGP.

Основные принципы построения BGP

Протокол BGP используется для передачи информации о внутренних маршрутах между автономными системами. Протокол BGP может быть использован для определения различных типов маршрутов –

• Inter-autonomous system routing маршруты которые соединяют данную автономную систему с одной или несколькими другими автономными системами
• Intra-autonomous system routing - протокол может быть использован для определения маршрута внутри автономной системы, в том случае, когда несколько маршрутизаторов участвуют в процессе определения маршрута BGP.
• Pass-through autonomous system - протокол может быть использован для определения маршрутов, которые проходят через автономную систему, которая не участвует в процессе BGP

Для обеспечения информационного обмена маршрутизаторы BGP используют сообщения стандартной формы. Для передачи этих сообщений в протоколе BGP предусматривается использование транспортного протокола TCP. Сообщения BGP передаются в следующих случаях:

• Начало сеанса (Open)
• Для периодической проверки состояния соседа (Keep Alive)
• При изменении содержания таблицы маршрутов автономной системы(update)
• При возникновении аварийной ситуации(Notification)

Формат сообщения BGP

Каждое сообщение BGP состоит из заголовка и последующих специфических полей:

MARKER
MARKER
MARKER
MARKER
LENGTH	TYPE

В поле LENGTH помещается размер сообщения (вместе с заголовком), выраженный в байтах. В поле TYPE помещается код сообщения в соответствии со следующей таблицей:

TYPE	Сообщение
1	OPEN
2	UPDATE
3	NOTIFICATION
4	KEEPALIVE

В поле маркера может быть помещена информация, которая необходима для выполнения операции аутентификации абонента. Если установление подлинности абонента не требуется, маркер формируется значениями – все «1».

Сообщение OPEN

Первое сообщение, которое должно быть передано маршрутизатором BGP после установления соединения TCP - сообщение OPEN.

VERSION
My Autonomous System
Hold Time
BGP Identifier
Opt Parameter Len
Optional Parameters

Поле VERSION

В данном поле размещается информация о номере версии протокола BGP. В настоящий момент используется версия 4 этого протокола.

Поле AS Number

В этом поле размещается номер автономной системы, в которой находится источник данного сообщения.

Поле Hold Time

Значение этого поля определяет величину интервала времени, в течение которого отправитель будет ожидать получения ответного сообщения в подтверждение установления сессии BGP.

Поле BGP Identifier

В этом поле размещается идентификатор отправителя сообщения – в качестве этого идентификатора может быть использован IP адрес одного из интерфейсов маршрутизатора.

В поле необязательные параметры может быть размещена информация, которая может быть использована для выполнения процедуры аутентификации абонента.

Сообщение UPDATE

Сообщение UPDATE используется для представления маршрута соседнему маршрутизатору BGP. Это сообщение одновременно может быть использовано для уничтожения маршрутов, которые перестали существовать.

Unfeasible Routes Length

Withdrawn Routes (Variable)

Total Path Attribute Length

Path Attributes

Network Layer Reach ability Information (Variable)

Поля Unfeasible Routes Length и Withdrawn Routes определяют уничтожаемые маршруты. В поле Withdrawn Routes размещаются описания отзываемых маршрутов. Если данное сообщение UPDATE не содержит уничтожаемых маршрутов, поле Unfeasible Routes Length должно иметь значение 0.

В поле Total Path Attribute Length – содержится выраженная в байтах длина поля Path Attributes. Атрибут каждого маршрута представляет собой совокупность трех значений: . Содержимое этих полей используется для гибкого определения таких атрибутов маршрута, как – путь, по которому был получен данный маршрут, Next hop gateway, и т.д.

В поле Network Layer Reach ability Information определяется собственно представляемая сеть. Для представления используются пара значений .

Причем значение length представляет собой выраженную в битах длину префикса сети, а в поле prefix помещается собственно префикс.