Co to jest protokół BGP (Border Gateway Protocol)?
Przez Internet pakiety danych przechodzą przez złożoną sieć routerów i systemów peeringowych, aby dotrzeć do miejsca docelowego. Ten skomplikowany proces kierowania ruchem danych jest możliwy dzięki protokołom routingu, a sercem globalnego systemu routingu jest protokół Border Gateway Protocol (BGP).
Co to jest BGP?
BGP to protokół poleceń routera, który umożliwia funkcjonowanie Internetu jako rodziny przy użyciu zunifikowanej sieci równorzędnej. Jest to zasadniczo "usługa pocztowa" w świecie cyfrowym, odpowiedzialna za poszukiwanie najskuteczniejszych ścieżek pakietów danych do przesyłania przez wiele różnych sieci tworzących Internet.
W przeciwieństwie do wewnętrznych protokołów bramy (IGP), które zarządzają routingiem w ramach jednego autonomicznego systemu (AS), BGP działa między tymi systemami AS, ułatwiając komunikację na skalę globalną. Protokół BGP odgrywa kluczową rolę w routingu ruchu IPv 4 i IPv 6, czego nie wykonuje protokół IGP.
Dlaczego protokół BGP jest niezbędny do routingu internetowego
Protokół BGP jest kluczowy dla infrastruktury internetowej, ponieważ umożliwia routerowi sieciowemu wymianę informacji routingu, dzięki czemu dane mogą docierać do zamierzonego miejsca przeznaczenia nawet w przypadku niezwykle złożonych topologii sieci. Bez BGP Internet stanowiłby rozproszony zbiór odizolowanych sieci, które nie mogłyby się skutecznie komunikować. Protokół ten jest podstawą do:
Globalny zasięg
Protokół BGP pozwala na komunikację każdego routera sieciowego podłączonego do Internetu jako elementu równorzędnego z inną siecią, niezależnie od lokalizacji routera lub ścieżki, którą muszą pokonać dane.
Stabilność sieci
Stała aktualizacja informacji o routingu pozwala sieciom na dostosowanie się do awarii lub przeciążeń. Dzięki temu dane mogą zawsze znajdować dostępną ścieżkę.
Optymalizacja ruchu
Protokół BGP pozwala administratorom routerów sieciowych na kontrolowanie przepływu ruchu przez ich sieci, optymalizację wydajności i zarządzanie kosztami.
W istocie, BGP to niewidzialna ręka, która kieruje pakietami danych w całym Internecie, umożliwiając globalną komunikację i zapewniając płynne działanie rodziny urządzeń w całym cyfrowym świecie, na którym polegamy.
Kluczowe funkcje BGP
Protokół BGP wykonuje kilka kluczowych funkcji poleceń, które umożliwiają wydajny i niezawodny routing przez Internet. Funkcje te współpracują ze sobą w celu zapewnienia, aby dane trafiały przez złożoną sieć wzajemnie połączonych sieci.
Trasy BGP i tablice routingu
BGP opiera się na trasach, które są w istocie mapami opisującymi, w jaki sposób dotrzeć do określonych sieci lub prefiksów. Trasy te są przechowywane i zarządzane w tabelach routingu.
Sesja BGP i peering
Aby routery BGP mogły działać, muszą nawiązywać sesje między sobą, tworząc relację peeringu. Proces peeringu polega na uwierzytelnianiu i wymianie informacji o routingu z rodziną routerów.
Wybór ścieżki i proces decyzyjny
Gdy router BGP otrzymuje wiele tras do tego samego miejsca docelowego, musi zdecydować, której ścieżki użyć. Ten proces wyboru ścieżki jest oparty na zestawie reguł i atrybutów skojarzonych z każdą trasą.
Działanie protokołu BGP
BGP to złożony protokół poleceń routera z rozbudowanymi mechanizmami wymiany informacji o routingu i zapewnienia wydajnego transferu danych między centrami danych i Internetem. Oto szczegóły jego działania:
BGP Peering Wyjaśnia
BGP opiera się na koncepcji "peeringu", aby ustanowić połączenia między routerami w różnych Systemach Autonomicznych (ASes). Proces peer obejmuje proces, w trakcie którego dwa routery wyrażają zgodę na wymianę informacji o routingu.
Nawiązują one połączenie TCP i wzajemnie się uwierzytelniają, tworząc stabilny i niezawodny kanał komunikacji. Po ustanowieniu tej relacji peeringowej routery mogą współdzielić tablice routingu i informować się nawzajem o dostępności sieci.
Dzięki ciągłej zewnętrznej wymianie informacji na temat routera każdy router ma spójny i aktualny obraz topologii sieci.
W protokole BGP sąsiad oznacza inny router, za pomocą którego router BGP nawiązuje połączenie w celu wymiany informacji o routingu z sąsiadem.
Atrybut BGP to informacja przypisana do każdej trasy anonsowanej przez router BGP. Atrybut odgrywa kluczową rolę w procesie wyboru ścieżki - może to być AS_PATH, ORIGIN, LOCAL_PREF, itd. Ten zakres atrybutów pomaga routerom określić najlepszą ścieżkę do określonego miejsca docelowego.
Rola systemów autonomicznych (AS)
Systemy autonomiczne (AS) mają fundamentalne znaczenie dla działania polityki BGP. System operacyjny jest zasadniczo zbiorem sieci podlegających jednej domenie administracyjnej, takiej jak duży dostawca usług internetowych (ISP) lub korporacja wielonarodowa.
Anonsowanie i filtrowanie tras BGP
Routery BGP anonsują trasy równorzędne do swoich routerów równorzędnych, dzieląc się informacjami o sieciach równorzędnych, do których mogą dotrzeć. Reklamy te zawierają szczegóły, takie jak prefiks sieci docelowej, ścieżka dostępu do tej sieci (przedstawiona jako sekwencja numerów AS) oraz różne atrybuty, które wpływają na wybór ścieżki.
Rodzaje konfiguracji BGP
Konfiguracja protokołu BGP może przebiegać w różny sposób w zależności od relacji między routerami uczestniczącymi a ich odpowiednimi systemami autonomicznymi (ASes). Dwa główne rodzaje konfiguracji BGP:
Wewnętrzny BGP (iBGP)
Protokół BGP jest używany do tworzenia wewnętrznych sesji BGP między routerami w ramach tego samego serwera AS. Umożliwia routerowi w organizacji lub sieci wymianę informacji o routingu i zachowanie spójnego widoku topologii sieci wewnętrznej.
Zewnętrzny BGP (eBGP)
Protokół eBGP służy do nawiązywania zewnętrznych sesji BGP między routerami w różnych systemach autonomicznych. Jest to typ zewnętrznej konfiguracji BGP, która stanowi podstawę routingu internetowego, umożliwiając różnym organizacjom i dostawcom usług internetowych łączenie się i wymianę informacji o routingu.
Różnice dla iBGP i eBGP
Polityka iBGP, jak i polityka BGP zewnętrzna, obsługują ten sam wewnętrzny protokół poleceń BGP, jednak ich cechy są odmienne, a ich zastosowanie jest różne. Na przykład protokół iBGP działa w ramach jednego systemu zewnętrznego, natomiast protokół eBGP działa między różnymi systemami operacyjnymi.
Wewnętrzny protokół BGP zazwyczaj nie propaguje tras wyuczonych z jednego elementu równorzędnego iBGP na drugi, co zapobiega potencjalnym pętlom routingu. W przeciwieństwie do wewnętrznego BGP, zewnętrzny BGP, z drugiej strony, propaguje trasy do innych zewnętrznych peerów BGP, umożliwiając globalną dostępność.
Korzyści z korzystania z BGP
Protokół BGP ma wiele zalet, które sprawiają, że jest on preferowanym protokołem poleceń routingu w przypadku dużych sieci i dostawców usług internetowych. Oto kilka kluczowych korzyści:
Skalowalność W Dużych Sieciach
Protokół BGP został zaprojektowany z myślą o obsłudze złożoności masowych sieci równorzędnych, co sprawia, że jest idealny dla dostawców usług internetowych i dużych firm z rozbudowaną infrastrukturą routera internetowego.
Zdolność do efektywnego zarządzania dużą liczbą tras i dostosowania się do zmian w sieci zapewnia skalowalność nawet w przypadku wzrostu i rozwoju sieci.
Jego hierarchiczna struktura i zdolność do agregacji tras przyczyniają się do jego skalowalności, zmniejszając ilość zewnętrznych informacji routingu, które muszą być wymieniane i przetwarzane.
Lepsza kontrola i niezawodność sieci
Protokół BGP daje administratorom sieci pełną kontrolę nad ruchem sieciowym i tablicą routingu. Umożliwia ona określanie polityki routingu na podstawie różnych kryteriów, takich jak długość ścieżki, wydajność lub umowy handlowe.
Ten poziom kontroli pozwala na optymalizację sieci, inżynierię ruchu i poprawę jakości usług (QoS). Ponadto protokół BGP poprawia niezawodność sieci, oferując wiele ścieżek do każdego miejsca docelowego i automatycznie dostosowując się do awarii sieci lub przeciążeń.
Dzięki temu dane mogą zawsze znajdować dostępną trasę, co minimalizuje przerwy w działaniu usług i ich zakłócenia.
Ulepszone Zarządzanie Ruchem
Protokół BGP zapewnia mechanizmy do zaawansowanego zarządzania ruchem i tablicą routingu, które umożliwiają administratorom sieci wpływ na przepływ danych przez ich sieć.
Techniki takie jak AS path prepending i community tagging umożliwiają administratorom manipulowanie atrybutami trasy i kontrolowanie przepływu ruchu.
Wyzwania i rozwiązania BGP
Protokół BGP jest niezbędny do routingu internetowego, ale wiążą się z nim również wyzwania związane z bezpieczeństwem i stabilnością sieci. Oto kilka z tych wyzwań i ich rozwiązań:
Zapobieganie porwaniom BGP
Atak BGP ma miejsce, gdy atakujący złośliwie anonsuje fałszywe informacje o routingu, przekierowując ruch internetowy na jego własną sieć. Może być wykorzystywany do różnych złośliwych celów, takich jak podsłuchiwanie, kradzież danych lub ataki typu denial-of-service. Niektóre z nich zapobiegają przejęciu BGP:
● Filtrowanie tras: Implementuj ścisłe zasady filtrowania tras, aby akceptować tylko legalne trasy od autoryzowanych elementów równorzędnych. Wymaga to skonfigurowania routerów tak, aby odrzucały wszelkie powiadomienia BGP pochodzące z nieoczekiwanych źródeł lub rościły sobie prawo do własności prefiksów, które nie należą do spowiadającego.
● Infrastruktura klucza publicznego zasobów (RPKI): RPKI umożliwia operatorom sieci kryptograficzne sprawdzanie pochodzenia powiadomień o trasach, dzięki czemu tylko autoryzowani operatorzy systemu zewnętrznego mogą anonsować konkretne prefiksy. Publikując i zatwierdzając autoryzacje pochodzenia tras (ROA), operatorzy sieci mogą znacznie zmniejszyć ryzyko porwania.
● Monitoring BGP: Stale monitoruj trasy BGP i wzorce ruchu pod kątem anomalii, które mogą świadczyć o próbach włamania. Narzędzia do monitorowania w czasie rzeczywistym mogą wykrywać podejrzane zmiany w informacjach o routingu i alarmować administratorów sieci, umożliwiając im szybkie podjęcie działań naprawczych.
Usuwanie Przecieków Trasy
Wycieki tras mają miejsce, gdy sieć nieumyślnie anonsuje trasy, których nie powinna obsługiwać, co może zakłócać przepływ ruchu i powodować problemy z łącznością. Jest to możliwe dzięki:
● Agregacja tras: Zagreguj prefiksy, aby zmniejszyć liczbę ogłaszanych tras i zminimalizować ryzyko wycieków. Dzięki zsumowaniu wielu prefiksów w jednym, bardziej ogólnym prefiksie, operatorzy sieci mogą uprościć tablice routingu i zmniejszyć ryzyko przypadkowego przecieku określonych tras.
● Tagi społeczności BGP: Tagi społeczności umożliwiają oznaczanie tras i kontrolowanie ich propagacji. Dzięki temu nie mają one dostępu do niezamierzonych części sieci. Tagi te zapewniają elastyczny sposób dodawania informacji do tras i egzekwowania określonych zasad routingu, co ogranicza zakres propagacji tras.
Dobre praktyki bezpieczeństwa dla BGP
Wdrożenie solidnych praktyk bezpieczeństwa jest kluczowe dla ograniczenia zagrożeń związanych z BGP. Praktyki te obejmują na przykład:
● Zabezpieczone sesje BGP: Użyj mechanizmów uwierzytelniania, takich jak MD5 lub TCP MD5, aby zabezpieczyć sesje równorzędne BGP i zapobiec nieautoryzowanemu dostępowi lokalnemu i zewnętrznemu. Dzięki temu tylko zaufane routery mogą nawiązywać połączenia BGP i uzyskiwać zewnętrzne informacje o routingu.
● Regularne audyty: Regularnie przeprowadzaj lokalne audyty konfiguracji routingu i polityki w celu zidentyfikowania i usunięcia potencjalnych podatności. Wymaga to przeglądu konfiguracji BGP, reguł filtrowania i polityki routingu, aby upewnić się, że są one aktualne i zgodne z najlepszymi praktykami bezpieczeństwa.
● Współpraca i koordynacja: Weź udział w inicjatywach branżowych i współpracuj z innymi operatorami sieci, aby wymieniać informacje i reagować na lokalne incydenty bezpieczeństwa. Pozwala to na wypracowanie wspólnego podejścia do bezpieczeństwa BGP i przyczynia się do poprawy ogólnej odporności ekosystemu routingu internetowego.
Typowe przykłady zastosowania BGP
Wielofunkcyjność i duże możliwości firmy BGP sprawiają, że jest ona dostosowana do wielu scenariuszy tworzenia sieci. Oto niektóre z najczęstszych zastosowań pomocy technicznej w sieci:
Obsługa Konfiguracji Sieci Z Kilkoma Domami
Multi-home polega na podłączeniu sieci do wielu dostawców usług internetowych (ISP) w celu zwiększenia redundancji i poprawy dostępności sieci. Protokół BGP odgrywa kluczową rolę w konfiguracjach wieloadresowych, ponieważ umożliwia sieci wysyłanie powiadomień o jej prefiksach do wielu dostawców Internetu i odbieranie wielu ścieżek dostępu do Internetu.
Rozdzielenie ruchu między kilkoma adresami IP
Dzięki polityce BGP organizacje mogą obsługiwać Load Balancer w ruchu internetowym za pośrednictwem wielu połączeń ISP. Manipulując atrybutami BGP i stosując techniki inżynierii ruchu, administratorzy sieci mogą kontrolować sposób kierowania ruchu przez różne łącza ISP.
Zwiększanie stabilności i bezpieczeństwa Internetu
Protokół BGP ma fundamentalne znaczenie dla stabilności i bezpieczeństwa rozwiązań routingu w Internecie. Dzięki stałej wymianie informacji o routingu, BGP pozwala sieciom szybko dostosowywać się do awarii i zachować ciągłość połączenia z chmurą. Pozwala to zapobiec przerwom w dostępie na dużą skalę i zapewnia prawidłowe działanie usług online.
Narzędzia i technologie wspierające BGP
Zarządzanie i monitorowanie procesów poleceń BGP wiąże się z wykorzystaniem różnych narzędzi i technologii w celu zapewnienia wydajnej pracy i utrzymania stabilności sieci. Narzędzia te dostarczają cennych informacji na temat routingu, wydajności sieci i potencjalnych zagrożeń bezpieczeństwa.
Routery różnych dostawców, takich jak Cisco, Juniper i Nokia, są wyposażone w oprogramowanie routingu BGP, które umożliwia im udział w procesie routingu BGP.
Specjalistyczne narzędzia monitorujące BGP zapewniają wgląd w czasie rzeczywistym w trasy BGP, sesje peeringowe i wydajność sieci. Narzędzia te mogą wykrywać anomalie, takie jak przechwytywanie tras lub wycieki, a także wysyłać alerty do administratorów sieci.
Dzięki tym narzędziom i technologiom inżynierowie sieci mogą skutecznie zarządzać BGP, optymalizować wydajność sieci oraz zapewnić stabilność i bezpieczeństwo infrastruktury routingu.
Rozwiązania sieciowe i routingowe OVHcloud
Ulepsz środowisko chmury publicznej i serwerów dedykowanych dzięki naszym wydajnym rozwiązaniom sieciowym i chmurowym. Kontroluj ruch w sieci za pomocą naszej niedrogiej bramy Public Cloud Gateway, przypisuj statyczne adresy IP za pomocą Floating IP i izoluj komunikację instancji za pomocą sieci prywatnej.
Narzędzia te zapewniają bezpieczeństwo, elastyczność poleceń i optymalizację wydajności, których potrzebują Twoje aplikacje.
Kontroluj ruch sieciowy, korzystając z Public Cloud Gateway. Usługa ta pozwala na zarządzanie i monitorowanie ruchu przychodzącego i wychodzącego do wirtualnej chmury prywatnej (VPC). Zapewnia to zwiększone bezpieczeństwo i zoptymalizowaną wydajność aplikacji.
Zapewnij elastyczność i odporność swojej infrastruktury dzięki Public Cloud Floating IP. Przypisz statyczny, publiczny adres IP do dowolnej instancji w ramach VPS, co pozwoli Ci łatwo przekierować ruch lub zachować spójność adresu IP, nawet w przypadku zmiany infrastruktury.
Twórz bezpieczne i odizolowane kanały komunikacji między instancjami dzięki naszej ekonomicznej sieci prywatnej Public Cloud. Usługa ta pozwala na segmentację sieci i na kontrolowanie interakcji zasobów, zwiększenie bezpieczeństwa i zoptymalizowanie wydajności dla krytycznych aplikacji.