Border Gateway Protocol (BGP) เป็นโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางที่ซับซ้อนและสำคัญซึ่งควบคุมวิธีการถ่ายโอนข้อมูลบนอินเทอร์เน็ต ความรับผิดชอบของโปรโตคอลนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าแพ็กเก็ตข้อมูลได้รับการกำหนดเส้นทางอย่างถูกต้องผ่านเครือข่ายที่ซับซ้อนของเครือข่ายที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งประกอบด้วยอินเทอร์เน็ตทั่วโลก
การเกิดขึ้นและวิวัฒนาการของ BGP
BGP ถูกกำหนดครั้งแรกใน RFC 1105 ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2532 เพื่อตอบสนองต่อข้อจำกัดของ External Gateway Protocol (EGP) ที่มีอยู่ อินเทอร์เน็ตเติบโตอย่างรวดเร็ว และโครงสร้างพื้นฐานแบบลำดับชั้นของ EGP ก็ไม่เพียงพอสำหรับโทโพโลยีที่ซับซ้อนมากขึ้นของอินเทอร์เน็ต โซลูชันคือ BGP ซึ่งเป็นโปรโตคอลขั้นสูงและยืดหยุ่นที่ออกแบบมาเพื่อจัดการการตัดสินใจกำหนดเส้นทางที่ซับซ้อนระหว่างระบบอัตโนมัติ (ASes) ซึ่งเป็นเครือข่ายแต่ละเครือข่ายที่ประกอบเป็นอินเทอร์เน็ต
BGP ได้รับการแก้ไขหลายครั้งนับตั้งแต่ก่อตั้ง โดยแต่ละครั้งมีการปรับปรุงและความสามารถเพิ่มเติม BGP-4 เวอร์ชันล่าสุดเปิดตัวในปี 2549 และยังคงเป็นมาตรฐานที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
เจาะลึก BGP: โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางที่กว้างขวาง
BGP เป็นโปรโตคอลเวกเตอร์พาธที่ช่วยให้เราเตอร์สามารถสื่อสารเกี่ยวกับเส้นทางที่ดีที่สุดสำหรับข้อมูลที่จะเดินทางจากต้นทางไปยังปลายทาง ระบบอัตโนมัติ (AS) แต่ละระบบบนอินเทอร์เน็ตใช้ BGP เพื่อโฆษณาข้อมูลความสามารถในการเข้าถึงของตนไปยัง AS อื่นๆ
ข้อมูลเส้นทางจะถูกจัดเก็บไว้ในแอตทริบิวต์และรวมถึงข้อมูลที่หลากหลาย เช่น AS ต้นทาง เส้นทาง AS ที่ข้อมูลเดินทางไป และอื่นๆ อีกมากมาย จากนั้นกระบวนการตัดสินใจของ BGP จะใช้คุณลักษณะเหล่านี้เพื่อกำหนดเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการส่งข้อมูล
เราเตอร์ BGP แลกเปลี่ยนข้อมูลความสามารถในการเข้าถึงเครือข่ายในข้อความ BGP ข้อมูลนี้ประกอบด้วยรายการเครือข่ายหรือ 'คำนำหน้า' ที่ AS สามารถเข้าถึงได้ พร้อมด้วยแอตทริบิวต์ BGP สำหรับแต่ละคำนำหน้า ซึ่งให้ข้อมูลที่ช่วยในการเลือกเส้นทาง
กลไกภายในของ BGP: รับประกันการส่งข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ
BGP ดำเนินการผ่านระบบการโฆษณาและการตัดสินใจ เราเตอร์ BGP จะส่ง 'โฆษณา' เกี่ยวกับเส้นทางที่เราเตอร์สามารถนำไปใช้กับเครือข่ายอื่นได้ โฆษณาเหล่านี้มีข้อมูลเส้นทางที่สมบูรณ์ ซึ่งทำให้ BGP เป็นโปรโตคอลพาธ-เวกเตอร์
เมื่อเราเตอร์ BGP ได้รับโฆษณาเหล่านี้ เราเตอร์จะตัดสินใจตามคุณลักษณะของเส้นทาง โดยจัดลำดับความสำคัญของเส้นทางที่สั้นที่สุด เสถียรที่สุด และน่าเชื่อถือที่สุด กระบวนการตัดสินใจเป็นไปตามชุดกฎที่มีโครงสร้างที่เรียกว่าอัลกอริทึมการตัดสินใจของ BGP เมื่อเลือกเส้นทางแล้ว เราเตอร์ BGP จะประกาศการตัดสินใจนี้ไปยังเราเตอร์อื่นๆ โดยเผยแพร่ข้อมูลเส้นทางที่อัปเดตทั่วทั้งเครือข่าย
BGP ใช้ TCP (Transmission Control Protocol) เป็นโปรโตคอลการขนส่ง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงการส่งข้อมูลเส้นทางที่เชื่อถือได้ เนื่องจาก TCP มีกลไกในการรับทราบแพ็กเก็ตที่ได้รับและการส่งแพ็กเก็ตที่สูญหายอีกครั้ง
คุณสมบัติที่สำคัญของ BGP
-
การกำหนดเส้นทางระหว่างโดเมน: BGP ใช้สำหรับการกำหนดเส้นทางระหว่างระบบอัตโนมัติ (ระหว่างโดเมน) ทำให้มีความสำคัญต่อการทำงานของอินเทอร์เน็ต
-
โปรโตคอลพาธ-เวกเตอร์: BGP เป็นโปรโตคอลพาธ-เวกเตอร์ ซึ่งหมายความว่าจะใช้คุณลักษณะพาธ (PA) ต่างๆ เพื่อกำหนดพาธที่ดีที่สุดสำหรับการส่งข้อมูล
-
การป้องกันการวนซ้ำ: BGP โดยธรรมชาติแล้วจะป้องกันการวนซ้ำการกำหนดเส้นทางโดยการตรวจสอบแอตทริบิวต์เส้นทาง AS โดยปฏิเสธเส้นทางที่มี AS ของตัวเองอยู่แล้ว
-
การกำหนดเส้นทางตามนโยบาย: BGP มีความยืดหยุ่นสูง ช่วยให้ผู้ดูแลระบบเครือข่ายสามารถจัดการการรับส่งข้อมูลตามปัจจัยต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพ ต้นทุน หรือความต้องการด้านความปลอดภัย
ประเภทของ BGP: ภายในและภายนอก
BGP สามารถแบ่งได้เป็นสองประเภทหลัก: BGP ภายใน (iBGP) และ BGP ภายนอก (eBGP)
| iBGP | eBGP | |
|---|---|---|
| การใช้งาน | ใช้สำหรับการกำหนดเส้นทางภายใน AS | ใช้สำหรับการกำหนดเส้นทางระหว่าง ASes ที่แตกต่างกัน |
| แอตทริบิวต์ AS Path | ไม่ได้รับการพิจารณาในกระบวนการเลือกเส้นทาง | สิ่งสำคัญสำหรับการเลือกเส้นทาง ควรเลือกเส้นทางที่สั้นที่สุด |
| การป้องกันการวนซ้ำ | ดำเนินการผ่านตัวสะท้อนเส้นทางหรือสมาพันธ์ | ดำเนินการผ่านการตรวจสอบเส้นทาง AS |
การใช้ BGP: ความท้าทายและแนวทางแก้ไขที่อาจเกิดขึ้น
BGP มีบทบาทสำคัญในการดำเนินงานอินเทอร์เน็ต โดยเป็นกลไกสำหรับเราเตอร์ในการแบ่งปันข้อมูลเกี่ยวกับความสามารถในการเข้าถึงของเครือข่าย อย่างไรก็ตาม ยังนำเสนอความท้าทายบางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านความปลอดภัยและความสามารถในการขยายขนาด
ข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของ BGP คือการขาดการตรวจสอบความถูกต้องของเส้นทาง ซึ่งนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การไฮแจ็ก BGP ซึ่ง AS สามารถประกาศเส้นทางที่ผิดพลาดได้ เพื่อบรรเทาปัญหานี้ สามารถใช้ Resource Public Key Infrastructure (RPKI) เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการโฆษณาเส้นทางด้วยการเข้ารหัส
ความสามารถในการขยายขนาดถือเป็นความท้าทายอีกประการหนึ่งเนื่องจากการเติบโตแบบทวีคูณของอินเทอร์เน็ตและขนาดของตารางเส้นทางทั่วโลกที่เพิ่มขึ้นที่สอดคล้องกัน ซึ่งสามารถบรรเทาลงได้ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น Classless Inter-Domain Routing (CIDR) และการรวมเส้นทาง
BGP: การเปรียบเทียบกับโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางอื่นๆ
เมื่อเปรียบเทียบกับโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางอื่นๆ เช่น OSPF (Open Shortest Path First) หรือ RIP (Routing Information Protocol) BGP มีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการ
| บีจีพี | สสส | ฉีก | |
|---|---|---|---|
| พิมพ์ | เส้นทาง-เวกเตอร์ | ลิงก์สถานะ | ระยะทาง-เวกเตอร์ |
| ความสามารถในการขยายขนาด | สามารถปรับขนาดได้สูง | ปรับขนาดได้ภายในโดเมน | ความสามารถในการปรับขนาดที่จำกัด |
| การใช้งาน | อินเตอร์โดเมน | ภายในโดเมน | ภายในโดเมน |
| เมตริก | คุณสมบัติหลายอย่าง | ต้นทุนขึ้นอยู่กับแบนด์วิธ | นับฮอป |
BGP: มุมมองในอนาคต
แม้ว่า BGP จะมีการใช้งานมาเป็นเวลากว่า 30 ปีแล้ว แต่ BGP ก็มีแนวโน้มที่จะยังคงเป็นศูนย์กลางของการดำเนินงานอินเทอร์เน็ต เนื่องจากมีความคงทน ความสามารถในการปรับขนาด และความสามารถในการปรับตัว อย่างไรก็ตาม จุดมุ่งเน้นกำลังเปลี่ยนไปสู่การปรับปรุงความปลอดภัยด้วยโซลูชัน เช่น RPKI และโครงการริเริ่ม SIDR (Secure Inter-Domain Routing)
นอกจากนี้ยังมีความสนใจเพิ่มขึ้นในการเพิ่มประสิทธิภาพ BGP สำหรับความต้องการด้านเครือข่ายสมัยใหม่ กำลังพยายามพัฒนาอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องที่สามารถปรับการกำหนดค่า BGP ให้เหมาะสมและปรับปรุงวิศวกรรมการรับส่งข้อมูล
BGP และพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์
พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับคำขอจากไคลเอ็นต์ที่ค้นหาทรัพยากรจากเซิร์ฟเวอร์อื่น สามารถใช้ BGP เพื่อปรับปรุงฟังก์ชันการทำงานได้ ด้วยการใช้ประโยชน์จาก BGP พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถตัดสินใจกำหนดเส้นทางโดยมีข้อมูลมากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย
ตัวอย่างเช่น เครือข่ายพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ซึ่งครอบคลุม AS หลายรายการสามารถใช้ BGP เพื่อกำหนดเส้นทางที่ดีที่สุดสำหรับการส่งข้อมูล ปรับปรุงประสบการณ์ไคลเอ็นต์โดยลดเวลาแฝงและรับประกันความพร้อมใช้งานสูง
