O Border Gateway Protocol (BGP) é um protocolo de roteamento complexo e crítico que governa como os dados são transferidos na Internet. A responsabilidade deste protocolo é garantir que os pacotes de dados sejam roteados corretamente através da intrincada malha de redes interconectadas que compõem a Internet global.
O surgimento e evolução do BGP
O BGP foi definido pela primeira vez na RFC 1105 em junho de 1989, em resposta às limitações do Exterior Gateway Protocol (EGP) existente. A Internet estava crescendo rapidamente e a estrutura hierárquica básica do EGP estava se tornando insuficiente para a topologia cada vez mais complexa da Internet. A solução foi o BGP, um protocolo mais avançado e flexível projetado para gerenciar decisões complexas de roteamento entre sistemas autônomos (ASes) — as redes individuais que compõem a Internet.
O BGP passou por diversas revisões desde a sua criação, cada uma trazendo melhorias e recursos adicionais. A versão mais recente, BGP-4, foi introduzida em 2006 e continua sendo o padrão usado até hoje.
Aprofundando-se no BGP: um protocolo de roteamento expansivo
BGP é um protocolo de vetor de caminho que permite que os roteadores se comuniquem sobre o melhor caminho para os dados viajarem de sua origem até seu destino. Cada sistema autônomo (AS) na internet usa BGP para anunciar suas informações de acessibilidade para outros ASes.
As informações do caminho são armazenadas em atributos e incluem uma variedade de dados, como o AS de origem, o caminho do AS que a informação percorreu e muitos outros. Esses atributos são então usados pelo processo de decisão do BGP para determinar o caminho ideal para transmissão de dados.
Os roteadores BGP trocam informações de acessibilidade da rede em mensagens BGP. Esta informação inclui uma lista de redes ou “prefixos” que o AS pode alcançar, juntamente com atributos BGP para cada prefixo, que fornecem informações que auxiliam na seleção do caminho.
A mecânica interna do BGP: garantindo a transmissão eficaz de dados
O BGP opera através de um sistema de divulgação e tomada de decisões. Os roteadores BGP enviam “anúncios” sobre os caminhos que podem seguir para outras redes. Esses anúncios contêm informações completas do caminho, o que torna o BGP um protocolo de vetor de caminho.
Quando um roteador BGP recebe esses anúncios, ele toma decisões com base em seus atributos de caminho, priorizando os caminhos mais curtos, mais estáveis e mais confiáveis. O processo de tomada de decisão segue um conjunto estruturado de regras conhecido como Algoritmo de Decisão BGP. Uma vez selecionado um caminho, o roteador BGP anuncia essa decisão para outros roteadores, propagando as informações de roteamento atualizadas por toda a rede.
O BGP usa TCP (Transmission Control Protocol) como protocolo de transporte. Isso garante a entrega confiável de informações de roteamento, pois o TCP fornece mecanismos para reconhecer pacotes recebidos e retransmitir pacotes perdidos.
Principais recursos do BGP
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Roteamento entre domínios: O BGP é utilizado para roteamento entre sistemas autônomos (interdomínios), tornando-o vital para o funcionamento da internet.
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Protocolo de vetor de caminho: BGP é um protocolo de vetor de caminho, o que significa que usa vários atributos de caminho (PAs) para determinar o melhor caminho para transmissão de dados.
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Prevenção de loop: o BGP evita inerentemente loops de roteamento, verificando o atributo de caminho do AS, recusando rotas que já incluem seu próprio AS.
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Roteamento baseado em políticas: o BGP é altamente flexível, permitindo que os administradores de rede manipulem o fluxo de tráfego com base em vários fatores, como desempenho, custo ou necessidades de segurança.
Tipos de BGP: Interno e Externo
O BGP pode ser categorizado em dois tipos principais: BGP interno (iBGP) e BGP externo (eBGP).
| iBGP | eBGP | |
|---|---|---|
| Uso | Usado para roteamento dentro de um AS | Usado para roteamento entre diferentes ASes |
| Atributo Caminho AS | Não considerado no processo de seleção de caminho | Crucial para a seleção do caminho, o caminho mais curto é o preferido |
| Prevenção de loop | Implementado através de refletores de rota ou confederações | Implementado através da verificação de caminho AS |
Utilizando BGP: desafios e soluções potenciais
O BGP desempenha um papel fundamental na operação da Internet, fornecendo um mecanismo para que os roteadores compartilhem informações sobre a acessibilidade das redes. No entanto, também apresenta alguns desafios, principalmente nas áreas de segurança e escalabilidade.
Uma das maiores preocupações de segurança com o BGP é a falta de verificação de autenticidade de rota, levando a problemas como o sequestro de BGP, onde um AS pode anunciar rotas falsas. Para mitigar isso, a Resource Public Key Infrastructure (RPKI) pode ser usada para validar criptograficamente anúncios de rota.
A escalabilidade é outro desafio devido ao crescimento exponencial da Internet e ao correspondente aumento no tamanho das tabelas de roteamento globais. Isso pode ser mitigado por meio de técnicas como Classless Inter-Domain Routing (CIDR) e agregação de rotas.
BGP: comparação com outros protocolos de roteamento
Comparado a outros protocolos de roteamento, como OSPF (Open Shortest Path First) ou RIP (Routing Information Protocol), o BGP possui vários recursos distintos.
| BGP | OSPF | RASGAR | |
|---|---|---|---|
| Tipo | Vetor de caminho | Estado do Link | Vetor de distância |
| Escalabilidade | Altamente escalável | Escalável dentro do domínio | Escalabilidade limitada |
| Uso | Entre domínios | Intra-domínio | Intra-domínio |
| Métrica | Vários atributos | Custo baseado na largura de banda | Contagem de saltos |
BGP: Perspectivas Futuras
Embora o BGP esteja em uso há mais de 30 anos, é provável que continue a ser fundamental para a operação da Internet devido à sua robustez, escalabilidade e adaptabilidade. No entanto, o foco está mudando para melhorar a segurança com soluções como RPKI e a iniciativa SIDR (Secure Inter-Domain Routing).
Há também um interesse crescente na otimização do BGP para as necessidades de redes modernas. Esforços estão em andamento para desenvolver algoritmos de aprendizado de máquina que possam otimizar as configurações de BGP e melhorar a engenharia de tráfego.
Servidores BGP e proxy
Os servidores proxy, que atuam como intermediários para solicitações de clientes que buscam recursos de outros servidores, podem usar o BGP para aprimorar sua funcionalidade. Ao aproveitar o BGP, os servidores proxy podem tomar decisões de roteamento mais informadas para otimizar o desempenho, a confiabilidade e a segurança.
Por exemplo, uma rede de servidores proxy que abrange vários ASes pode usar o BGP para determinar o melhor caminho para transmissão de dados, melhorando a experiência do cliente ao reduzir a latência e garantir alta disponibilidade.
