يعد بروتوكول بوابة الحدود (BGP) بروتوكول توجيه معقدًا وحاسمًا يحكم كيفية نقل البيانات على الإنترنت. تتمثل مسؤولية هذا البروتوكول في ضمان توجيه حزم البيانات بشكل صحيح من خلال الشبكة المعقدة للشبكات المترابطة التي تشكل الإنترنت العالمي.
ظهور وتطور BGP
تم تعريف BGP لأول مرة في RFC 1105 في يونيو 1989، استجابة لقيود بروتوكول البوابة الخارجية الحالي (EGP). كان الإنترنت ينمو بسرعة، وأصبح الهيكل الهرمي الأساسي للجنيه المصري غير كاف لطوبولوجيا الإنترنت المتزايدة التعقيد. كان الحل هو BGP، وهو بروتوكول أكثر تقدمًا ومرونة مصمم لإدارة قرارات التوجيه المعقدة بين الأنظمة المستقلة (ASes) - الشبكات الفردية التي تشكل الإنترنت.
لقد خضع BGP لمراجعات متعددة منذ إنشائه، جلب كل منها تحسينات وقدرات إضافية. تم تقديم الإصدار الأحدث، BGP-4، في عام 2006 ولا يزال هو المعيار المستخدم حتى اليوم.
الخوض في BGP: بروتوكول توجيه موسع
BGP هو بروتوكول ناقل المسار الذي يمكّن أجهزة التوجيه من التواصل حول أفضل مسار لانتقال البيانات من مصدرها إلى وجهتها. يستخدم كل نظام مستقل (AS) على الإنترنت BGP للإعلان عن معلومات إمكانية الوصول الخاصة به إلى الأنظمة المستقلة الأخرى.
يتم تخزين معلومات المسار في السمات وتتضمن مجموعة متنوعة من البيانات مثل الأصل AS، ومسار AS الذي انتقلت إليه المعلومات، وغيرها الكثير. يتم بعد ذلك استخدام هذه السمات من خلال عملية اتخاذ القرار في BGP لتحديد المسار الأمثل لنقل البيانات.
تقوم أجهزة توجيه BGP بتبادل معلومات إمكانية الوصول إلى الشبكة في رسائل BGP. تتضمن هذه المعلومات قائمة بالشبكات أو "البادئات" التي يمكن أن يصل إليها AS، بالإضافة إلى سمات BGP لكل بادئة، والتي توفر معلومات تساعد في اختيار المسار.
الآليات الداخلية لـ BGP: ضمان النقل الفعال للبيانات
تعمل BGP من خلال نظام الإعلان وصنع القرار. ترسل أجهزة توجيه BGP "إعلانات" حول المسارات التي يمكن أن تتخذها إلى الشبكات الأخرى. تحتوي هذه الإعلانات على معلومات المسار الكاملة، مما يجعل BGP بروتوكول ناقل المسار.
عندما يتلقى جهاز توجيه BGP هذه الإعلانات، فإنه يتخذ قرارات بناءً على سمات المسار الخاصة به، مع إعطاء الأولوية للمسارات الأقصر والأكثر استقرارًا والأكثر موثوقية. تتبع عملية اتخاذ القرار مجموعة منظمة من القواعد المعروفة باسم خوارزمية قرار BGP. بمجرد تحديد المسار، يعلن جهاز توجيه BGP عن هذا القرار لأجهزة التوجيه الأخرى، وينشر معلومات التوجيه المحدثة عبر الشبكة.
يستخدم BGP TCP (بروتوكول التحكم في الإرسال) كبروتوكول نقل خاص به. ويضمن ذلك تسليمًا موثوقًا لمعلومات التوجيه، حيث يوفر TCP آليات للتعرف على الحزم المستلمة وإعادة إرسال الحزم المفقودة.
الميزات الرئيسية لبرنامج BGP
-
التوجيه بين المجالات: يُستخدم BGP للتوجيه بين الأنظمة المستقلة (بين النطاقات)، مما يجعله حيويًا لتشغيل الإنترنت.
-
بروتوكول ناقل المسار: BGP هو بروتوكول ناقل المسار، مما يعني أنه يستخدم سمات المسار المختلفة (PAs) لتحديد أفضل مسار لنقل البيانات.
-
منع الحلقة: يمنع BGP بطبيعته حلقات التوجيه عن طريق التحقق من سمة مسار AS، ورفض المسارات التي تتضمن بالفعل AS الخاص به.
-
التوجيه القائم على السياسة: يتسم BGP بالمرونة العالية، مما يسمح لمسؤولي الشبكة بمعالجة تدفق حركة المرور بناءً على عوامل مختلفة مثل الأداء أو التكلفة أو الاحتياجات الأمنية.
أنواع BGP: الداخلية والخارجية
يمكن تصنيف BGP إلى نوعين رئيسيين: BGP الداخلي (iBGP) وBGP الخارجي (eBGP).
| iBGP | eBGP | |
|---|---|---|
| الاستخدام | يستخدم للتوجيه داخل AS | يستخدم للتوجيه بين ASes المختلفة |
| سمة المسار | لا يؤخذ في الاعتبار في عملية اختيار المسار | من الأمور الحاسمة لاختيار المسار، ويفضل أقصر الطرق |
| منع الحلقة | يتم تنفيذها من خلال عاكسات الطريق أو الاتحادات | تم تنفيذها من خلال فحص المسار AS |
الاستفادة من BGP: التحديات والحلول المحتملة
يلعب BGP دورًا محوريًا في تشغيل الإنترنت، حيث يوفر آلية لأجهزة التوجيه لمشاركة المعلومات حول إمكانية الوصول إلى الشبكات. ومع ذلك، فإنه يطرح أيضًا بعض التحديات، خاصة في مجالات الأمان وقابلية التوسع.
أحد أكبر المخاوف الأمنية المتعلقة بـ BGP هو الافتقار إلى التحقق من صحة المسار، مما يؤدي إلى مشكلات مثل اختطاف BGP، حيث يمكن لنظام AS الإعلان عن مسارات زائفة. وللتخفيف من هذه المشكلة، يمكن استخدام البنية التحتية للمفتاح العام للموارد (RPKI) للتحقق من صحة إعلانات المسار بشكل مشفر.
تعد قابلية التوسع تحديًا آخر بسبب النمو الهائل للإنترنت والزيادة المقابلة في حجم جداول التوجيه العالمية. يمكن التخفيف من ذلك من خلال تقنيات مثل التوجيه بين النطاقات بدون فئات (CIDR) وتجميع المسار.
BGP: مقارنة ببروتوكولات التوجيه الأخرى
بالمقارنة مع بروتوكولات التوجيه الأخرى مثل OSPF (افتح أقصر مسار أولاً) أو RIP (بروتوكول معلومات التوجيه)، يتمتع BGP بالعديد من الميزات المميزة.
| بغب | OSPF | قطع | |
|---|---|---|---|
| يكتب | ناقل المسار | حالة الارتباط | مسافة المتجهات |
| قابلية التوسع | قابلة للتطوير بشكل كبير | قابلة للتحجيم داخل المجال | قابلية التوسع محدودة |
| الاستخدام | بين المجال | داخل المجال | داخل المجال |
| قياس | سمات متعددة | التكلفة على أساس عرض النطاق الترددي | عدد القفزات |
BGP: وجهات نظر المستقبل
على الرغم من أن BGP قيد الاستخدام منذ أكثر من 30 عامًا، فمن المرجح أن يظل محوريًا في تشغيل الإنترنت نظرًا لقوته وقابليته للتوسع وقابليته للتكيف. ومع ذلك، فإن التركيز يتحول نحو تحسين الأمان من خلال حلول مثل RPKI ومبادرة SIDR (التوجيه الآمن بين النطاقات).
هناك أيضًا اهتمام متزايد بتحسين BGP لتلبية احتياجات الشبكات الحديثة. الجهود جارية لتطوير خوارزميات التعلم الآلي التي يمكنها تحسين تكوينات BGP وتحسين هندسة المرور.
خوادم BGP والبروكسي
يمكن للخوادم الوكيلة، التي تعمل كوسيط للطلبات المقدمة من العملاء الذين يبحثون عن موارد من خوادم أخرى، استخدام BGP لتحسين وظائفها. من خلال الاستفادة من BGP، يمكن للخوادم الوكيلة اتخاذ قرارات توجيه أكثر استنارة لتحسين الأداء والموثوقية والأمان.
على سبيل المثال، يمكن لشبكة خادم وكيل تمتد على عدة ASes استخدام BGP لتحديد أفضل مسار لنقل البيانات، وتحسين تجربة العميل عن طريق تقليل زمن الوصول وضمان التوفر العالي.
