BGP

BGP (англ. Border Gateway Protocol, укр. Протокол Граничного Шлюзу) — з 1994 року єдиний протокол маршрутизації між автономними системами в глобальній мережі Інтернет^[1], а його розширена версія MBGP (Multiprotocol BGP) використовується в MPLS-мережах ІТ-провайдерів.

BGP є протоколом міждоменної маршрутизації^[en] та належить до класу дистанційно-векторних протоколів^[en]. Як протокол міждоменної маршрутизації використовується усіма інтернет-провайдерами, а також великими компаніями та організаціями, які мають власні публічні номери автономних систем (ASN) та користуються послугами більш ніж одного інтернет-провайдера (мултіхомінг^[en]) або мають прямі IP-з'єднання з багатьма іншими великими компаніям, що також мають власні публічні номери автономних систем, без використання послуг інтернет-провайдерів.

Разом з тим немає ніяких обмежень на використання BGP в локальних мережах крім рекомендацій про приватні ASN (64512-65534).^[2], але використання BGP як протоколу внутрішньодоменної маршрутизації^[en] є недоцільним через значний час конвергенції (збіжності)^[en] у порівнянні з іншими протоколами маршрутизації, що закладено в його дизайні.

На відміну від класичного дистанційно-векторного протоколу RIP, метрикою якого є кількість хопів (відрізків шляху) між маршрутизаторами, найкращий маршрут BGP обирається по точно визначеному пріоритету атрибутів, одним із яких, але не найпріоритетнішим, є кількість хопів між автономними системами — найкоротший шлях між автономними системами (англ. shortest AS path). Тому іноді цей протокол зараховують до окремого класу шляхо-векторних протоколів^[en].^[3]

Загальні відомості

На відміну від інших протоколів ІP-маршрутизації, де маршрутизатори-сусіди знаходять один одного автоматично, BGP-сусіди мають бути прописані у конфігурації кожного маршрутизатора явно. Також BGP не має своєї власної реалізації комунікації між сусідами; для цих цілей BGP використовує протокол TCP (порт 179). BGP-сусіди періодично, за замовченням кожні 60 секунд, надсилають один одному повідомлення keepalive^[en] (чи живий?).

Маршрутизатори BGP часто називають BGP-спікерами (speaker). Якщо між ними є TCP-комунікація, вони стають один одному сусідами або у BGP-термінології — BGP-пірами (peer).

Маршрути, отримані від сусідів з інших автономних систем, тобто по eBGP (Exterior, Зовнішній BGP) для маршрутизаторів Cisco мають адміністративну відстань^[en] (administrative distance (AD)) — 20, відповідно від сусідів з тієї ж самої АС тобто по iBGP (Interior, Внутрішній BGP) — 200.

BGP-атрибути

Маршрутизатор, на якому працює BGP. передає своїм BGP-сусідам (англ. peer) IP-префікси та набір атрибутів до них на основі вибору своїх найкращих маршрутів до конкретних IP-мереж. В свою чергу ці атрибути використовуються BGP-сусідами для калькуляції своїх власних маршрутів.

Атрибути поділяються на категорії:^[4]

Добре знані (Well-known) — усі BGP-реалізації мусять підтримувати ці атрибути
1. Обов'язкові (Mandatory) — усі BGP-маршрутизатори мусять надсилати ці атрибути своїм сусідам
2. Дискреційні (Discretionary) — надсилання цих атрибутів відбувається на власний розсуд або за обопільною згодою
Додаткові (Optional) — необов'язкові
1. Транзитні (Transitive) — мають передаватися по ланцюжку від одного маршрутизатора до іншого
2. Нетранзитні (Non-transitive) — маршрутизатор передає лише своїм BGP-сусідам, які не зобов'язані передавати ці атрибути далі по мережі

Один із лідерів виробництва мережевого обладнання компанія Cisco у своїй документації часто називає локальний параметр своїх BGP-маршрутизаторів — WEIGHT (Вага) BGP-атрибутом, хоча він не передається від сусіда до сусіда, а може бути прописаним у конфігурації конкретного маршрутизатора.^[5]

Алгоритм вибору маршруту

BGP-маршрутизатор призначає перший отриманий маршрут найкращим поточним маршрутом для конкретної IP-мережі. Якщо BGP-маршрутизатор отримує новий маршрут то порівнює його з найкращим поточним маршрутом згідно зі списком пріоритетності BGP-атрибутів. Якщо поточний крок вирішив неоднозначність, до наступного кроку не переходять, а вважається, що найкращий маршрут знайдено:^[6]

Перевага надається маршруту з найбільшим значенням параметра (атрибута) WEIGHT (Вага). Застосовується лише на маршрутизаторах Cisco.
Маршрут, що має найбільше значення атрибуту LOCAL_PREF (Локальна Перевага), за замовченням цей атрибут має значення 100.
Маршрутизатори Cisco надають перевагу своїм власним маршрутам над маршрутами отриманими від BGP-сусідів^[7]. Маршрутизатори інших виробників можуть ігнорувати цей крок, або мати свої власні правила.
Надання переваги найкоротшому шляху до конкретної IP-мережі на основі атрибуту AS_PATH (Шлях по автономних системах). Тобто найкращим маршрутом є той до якого веде шлях через мінімальну кількість автономних систем
Вибір на основі атрибуту ORIGIN (Джерело). Якщо IP-префікс якоїсь мережі спочатку був отриманий BGP із протоколу внутрішньодоменної маршрутизації^[en] тоді маршрут, що веде до цієї мережі, є пріоритетнішим, ніж маршрути, які отримали IP-префікс цієї мережі з EGP (протокол наразі не використовується) або джерело отримання невідоме.
Надання переваги маршруту з найменшим значенням атрибута MED (multi-exit discriminator, дискримінатор мульти-виходу)
Перевага маршруту, отриманому через eBGP (Exterior, Зовнішній BGP) над iBGP (Interior, Внутрішній BGP) тобто маршрут отриманий від BGP-сусіда з іншої автономної системи має перевагу над маршрутом отриманим від BGP-сусіда тієї ж самої AS.
Обирається маршрут, який отриманий від ближчого BGP-сусіда. Ближчим сусідом є той до якого є найменшою відстань в таблиці маршрутизації сформованій на основі прямих з'єднань, статичних маршрутів^[en] та протоколів внутрішньодоменної маршрутизації (IGP).^[8]
Цей пункт виконується, коли ми використовуємо Багатошляховий^[en] (Multipath) BGP, тобто коли для цілей балансування навантаження використовується окрім найкращого один чи більше додаткових маршрутів до конкретної IP-мережі. Якщо претендент на найкращий маршрут має такі ж самі характеристик згідно з попередніми пунктами, як і раніше обраний, то він не стає новим найкращим, але може бути обраним, як додатковий. Маршрутизатори CISCO можуть мати до 6 BGP-маршрутів до конкретної IP-мережі.
Маршрут отриманий першим має пріоритет.
Перевага маршруту, що отриманий від BGP сусіда з найменшим значенням його ідентифікатора (Router ID)
Цей пункт виконується лише при використанні багатошляхової маршрутизації. Надається перевага маршруту, що проходить через мінімальну довжину кластерного списку.
Перевага маршруту, отриманому від сусіда з найменшою IP-адресою інтерфейсу.

Бази даних BGP

Таблиця сусідів.
BGP-таблиця, яку також часто називають база даних надсилання (forwarding database) або база даних топології (topology database). Таблиця містить у собі всі IP-маршрути з їхніми BGP-атрибутами, отриманими від сусідів.
Таблиця IP-маршрутизації (IP routing table). Тільки найкращі маршрути до конкретних IP-мереж, обраних згідно з алгоритмом вибору маршруту.

Примітки

↑ RFC 1654
↑ Autonomous System (AS) Numbers. Архів оригіналу за 4 липня 2015. Процитовано 29 червня 2015.
↑ Networking 101: Understanding BGP Routing. Архів оригіналу за 5 вересня 2015. Процитовано 30 червня 2015.
↑ BGP Path Attributes | netcerts.net. Архів оригіналу за 26 червня 2015. Процитовано 1 липня 2015. [Архівовано 2015-06-26 у Wayback Machine.]
↑ BGP Case Studies — Cisco. Архів оригіналу за 2 липня 2015. Процитовано 2 липня 2015.
↑ BGP Best Path Selection Algorithm — Cisco. Архів оригіналу за 2 липня 2015. Процитовано 2 липня 2015.
↑ BGP route selection algorithm. Архів оригіналу за 5 березня 2016. Процитовано 3 липня 2015. [Архівовано 2016-03-05 у Wayback Machine.]
↑ Understanding BGP Path Selection — Technical Documentation — Support — Juniper Networks. Архів оригіналу за 5 липня 2015. Процитовано 4 липня 2015.

Це незавершена стаття про Інтернет.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

Це незавершена стаття про комп'ютерні мережі.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

[1] RFC 1654

[2] Autonomous System (AS) Numbers. Архів оригіналу за 4 липня 2015. Процитовано 29 червня 2015.

[3] Networking 101: Understanding BGP Routing. Архів оригіналу за 5 вересня 2015. Процитовано 30 червня 2015.

[4] BGP Path Attributes | netcerts.net. Архів оригіналу за 26 червня 2015. Процитовано 1 липня 2015. [Архівовано 2015-06-26 у Wayback Machine.]

[5] BGP Case Studies — Cisco. Архів оригіналу за 2 липня 2015. Процитовано 2 липня 2015.

[6] BGP Best Path Selection Algorithm — Cisco. Архів оригіналу за 2 липня 2015. Процитовано 2 липня 2015.

[7] BGP route selection algorithm. Архів оригіналу за 5 березня 2016. Процитовано 3 липня 2015. [Архівовано 2016-03-05 у Wayback Machine.]

[8] Understanding BGP Path Selection — Technical Documentation — Support — Juniper Networks. Архів оригіналу за 5 липня 2015. Процитовано 4 липня 2015.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]