ボーダー ゲートウェイ プロトコル (BGP) は、インターネット上でのデータ転送方法を管理する複雑かつ重要なルーティング プロトコルです。このプロトコルの役割は、グローバル インターネットを構成する相互接続されたネットワークの複雑なメッシュを通じて、データ パケットが正しくルーティングされるようにすることです。
BGP の出現と進化
BGP は、既存の外部ゲートウェイ プロトコル (EGP) の制限に対応するため、1989 年 6 月に RFC 1105 で初めて定義されました。インターネットは急速に成長し、EGP の基本的な階層構造は、インターネットのますます複雑化するトポロジには不十分になっていました。解決策となったのが、インターネットを構成する個々のネットワークである自律システム (AS) 間の複雑なルーティング決定を管理するために設計された、より高度で柔軟なプロトコルである BGP でした。
BGP は、その誕生以来、何度も改訂され、改良や機能追加が行われてきました。最新バージョンの BGP-4 は 2006 年に導入され、現在でも標準として使用されています。
BGP を詳しく見る: 拡張ルーティング プロトコル
BGP は、ルータがデータの送信元から送信先までの最適なパスを通信できるようにするパス ベクトル プロトコルです。インターネット上の各自律システム (AS) は、BGP を使用して、その到達可能性情報を他の AS に通知します。
パス情報は属性に保存され、元の AS、情報が通過した AS パスなど、さまざまなデータが含まれます。これらの属性は、BGP 決定プロセスによって使用され、データ転送に最適なパスが決定されます。
BGP ルータは、BGP メッセージでネットワーク到達可能性情報を交換します。この情報には、AS が到達できるネットワークまたは「プレフィックス」のリストと、パス選択に役立つ情報を提供する各プレフィックスの BGP 属性が含まれます。
BGP の内部メカニズム: 効果的なデータ転送の確保
BGP は、広告と意思決定のシステムを通じて動作します。BGP ルータは、他のネットワークへの経路に関する「広告」を送信します。これらの広告には完全なパス情報が含まれており、BGP はパス ベクター プロトコルになります。
BGP ルータはこれらのアドバタイズメントを受信すると、パス属性に基づいて決定を行い、最短、最も安定、最も信頼性の高いパスを優先します。意思決定プロセスは、BGP 決定アルゴリズムと呼ばれる構造化された一連のルールに従います。パスが選択されると、BGP ルータはこの決定を他のルータにアドバタイズし、更新されたルーティング情報をネットワーク全体に伝播します。
BGP は、トランスポート プロトコルとして TCP (Transmission Control Protocol) を使用します。TCP は受信したパケットを確認し、失われたパケットを再送信するメカニズムを提供するため、ルーティング情報の信頼性の高い配信が保証されます。
BGPの主な機能
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ドメイン間ルーティングBGP は自律システム間 (ドメイン間) のルーティングに使用されるため、インターネットの運用に不可欠です。
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パスベクトルプロトコルBGP はパス ベクトル プロトコルであり、さまざまなパス属性 (PA) を使用してデータ転送に最適なパスを決定します。
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ループ防止BGP は、AS パス属性をチェックし、自身の AS がすでに含まれているルートを拒否することで、ルーティング ループを本質的に防止します。
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ポリシーベースルーティングBGP は非常に柔軟性が高く、ネットワーク管理者はパフォーマンス、コスト、セキュリティのニーズなどのさまざまな要素に基づいてトラフィック フローを操作できます。
BGP の種類: 内部と外部
BGP は、内部 BGP (iBGP) と外部 BGP (eBGP) の 2 つの主なタイプに分類できます。
| ipgp | EBGP の | |
|---|---|---|
| 使用法 | AS内のルーティングに使用される | 異なるAS間のルーティングに使用される |
| AS パス属性 | パス選択プロセスでは考慮されない | パス選択に重要、最短パスが優先される |
| ループ防止 | ルートリフレクタまたはコンフェデレーションを通じて実装される | ASパスチェックを通じて実装 |
BGP の活用: 潜在的な課題と解決策
BGP はインターネットの運用において極めて重要な役割を果たし、ルーターがネットワークの到達可能性に関する情報を共有するメカニズムを提供します。ただし、主にセキュリティとスケーラビリティの領域で、いくつかの課題も生じます。
BGP に関する最大のセキュリティ上の懸念の 1 つは、ルートの信頼性の検証が不十分なことです。このため、AS が誤ったルートをアナウンスできる BGP ハイジャックなどの問題が発生します。この問題を軽減するには、リソース公開鍵インフラストラクチャ (RPKI) を使用して、ルートのアドバタイズメントを暗号的に検証できます。
インターネットの急激な成長とそれに伴うグローバル ルーティング テーブルのサイズの増加により、スケーラビリティも課題となっています。この問題は、クラスレス ドメイン間ルーティング (CIDR) やルート集約などの技術によって軽減できます。
BGP: 他のルーティング プロトコルとの比較
OSPF (Open Shortest Path First) や RIP (Routing Information Protocol) などの他のルーティング プロトコルと比較して、BGP にはいくつかの特徴的な機能があります。
| GP-BGP とは | OSPF | RIP | |
|---|---|---|---|
| タイプ | パスベクトル | リンクステート | 距離ベクトル |
| スケーラビリティ | 拡張性が高い | ドメイン内で拡張可能 | 限られたスケーラビリティ |
| 使用法 | ドメイン間 | ドメイン内 | ドメイン内 |
| メトリック | 複数の属性 | 帯域幅に基づくコスト | ホップ数 |
BGP: 将来の展望
BGP は 30 年以上使用されてきましたが、その堅牢性、拡張性、適応性により、今後もインターネット運用の中心であり続けると思われます。ただし、RPKI や SIDR (Secure Inter-Domain Routing) イニシアチブなどのソリューションによるセキュリティの向上に重点が移りつつあります。
現代のネットワーク ニーズに合わせて BGP を最適化することへの関心も高まっています。BGP 構成を最適化し、トラフィック エンジニアリングを改善できる機械学習アルゴリズムの開発に向けた取り組みが進行中です。
BGP とプロキシ サーバー
他のサーバーからリソースを求めるクライアントからのリクエストの仲介役として機能するプロキシ サーバーは、BGP を使用して機能を強化できます。BGP を活用することで、プロキシ サーバーはより情報に基づいたルーティング決定を行い、パフォーマンス、信頼性、セキュリティを最適化できます。
たとえば、複数の AS にまたがるプロキシ サーバー ネットワークでは、BGP を使用してデータ転送に最適なパスを決定し、遅延を減らして高可用性を確保することでクライアント エクスペリエンスを向上させることができます。
