Протокол Border Gateway Protocol (BGP) — це складний і важливий протокол маршрутизації, який керує передачею даних в Інтернеті. Відповідальність цього протоколу полягає в забезпеченні правильного маршрутизації пакетів даних через заплутану мережу взаємопов’язаних мереж, які складають глобальний Інтернет.
Виникнення та еволюція BGP
BGP було вперше визначено в RFC 1105 у червні 1989 року у відповідь на обмеження існуючого протоколу зовнішнього шлюзу (EGP). Інтернет швидко розвивався, і базова ієрархічна структура EGP ставала недостатньою для дедалі складнішої топології Інтернету. Рішенням став BGP, більш досконалий і гнучкий протокол, призначений для керування складними рішеннями щодо маршрутизації між автономними системами (AS) — окремими мережами, які утворюють Інтернет.
З моменту створення протокол BGP зазнав багатьох змін, кожна з яких принесла вдосконалення та додаткові можливості. Остання версія, BGP-4, була представлена в 2006 році і залишається стандартом, який використовується сьогодні.
Заглиблення в BGP: розширений протокол маршрутизації
BGP — це протокол вектора шляху, який дозволяє маршрутизаторам обмінюватися інформацією про найкращий шлях для переміщення даних від джерела до місця призначення. Кожна автономна система (AS) в Інтернеті використовує BGP для оголошення інформації про доступність іншим AS.
Інформація про шлях зберігається в атрибутах і включає різноманітні дані, такі як вихідна AS, шлях AS, яким пройшла інформація, та багато інших. Потім ці атрибути використовуються в процесі прийняття рішень BGP для визначення найбільш оптимального шляху для передачі даних.
Маршрутизатори BGP обмінюються інформацією про доступність мережі в повідомленнях BGP. Ця інформація включає список мереж або «префіксів», до яких може дістатися AS, а також атрибути BGP для кожного префікса, які надають інформацію, яка допомагає у виборі шляху.
Внутрішня механіка BGP: забезпечення ефективної передачі даних
BGP працює через систему реклами та прийняття рішень. Маршрутизатори BGP розсилають «рекламу» про шляхи, якими вони можуть йти до інших мереж. Ці оголошення містять повну інформацію про шлях, що робить BGP протоколом вектора шляху.
Коли маршрутизатор BGP отримує ці оголошення, він приймає рішення на основі своїх атрибутів шляху, віддаючи пріоритет найкоротшим, найстабільнішим і найнадійнішим шляхам. Процес прийняття рішень відповідає структурованому набору правил, відомих як алгоритм прийняття рішень BGP. Після вибору шляху маршрутизатор BGP сповіщає про це рішення іншим маршрутизаторам, розповсюджуючи оновлену інформацію про маршрут по всій мережі.
BGP використовує TCP (протокол керування передачею) як транспортний протокол. Це забезпечує надійну доставку інформації про маршрутизацію, оскільки TCP забезпечує механізми для підтвердження отриманих пакетів і повторної передачі втрачених.
Основні характеристики BGP
-
Міждоменна маршрутизація: BGP використовується для маршрутизації між автономними системами (міждоменними), що робить його життєво важливим для роботи Інтернету.
-
Протокол вектора шляху: BGP — це протокол вектора шляху, тобто він використовує різні атрибути шляху (PA), щоб визначити найкращий шлях для передачі даних.
-
Запобігання петлям: BGP за своєю суттю запобігає петлям маршрутизації, перевіряючи атрибут шляху AS, відмовляючись від маршрутів, які вже включають власну AS.
-
Маршрутизація на основі політики: BGP є дуже гнучким, що дозволяє мережевим адміністраторам маніпулювати потоком трафіку на основі різних факторів, таких як продуктивність, вартість або потреби безпеки.
Типи BGP: внутрішній і зовнішній
BGP можна розділити на два основні типи: внутрішній BGP (iBGP) і зовнішній BGP (eBGP).
| iBGP | eBGP | |
|---|---|---|
| Використання | Використовується для маршрутизації в AS | Використовується для маршрутизації між різними AS |
| Атрибут AS Path | Не враховується в процесі вибору шляху | Вирішальне значення для вибору шляху, перевага віддається найкоротшому шляху |
| Запобігання петлям | Реалізується через відбивачі маршрутів або конфедерації | Реалізовано через перевірку шляху AS |
Використання BGP: потенційні проблеми та рішення
BGP відіграє ключову роль у роботі Інтернету, надаючи маршрутизаторам механізм обміну інформацією про доступність мереж. Однак це також створює певні проблеми, насамперед у сферах безпеки та масштабованості.
Однією з найбільших проблем безпеки з BGP є відсутність перевірки автентичності маршруту, що призводить до таких проблем, як викрадення BGP, коли AS може оголошувати помилкові маршрути. Щоб пом’якшити це, Resource Public Key Infrastructure (RPKI) можна використовувати для криптографічної перевірки оголошень про маршрути.
Масштабованість є ще однією проблемою через експоненційне зростання Інтернету та відповідне збільшення розміру глобальних таблиць маршрутизації. Це можна пом’якшити за допомогою таких методів, як безкласова міждомена маршрутизація (CIDR) і агрегація маршрутів.
BGP: Порівняння з іншими протоколами маршрутизації
Порівняно з іншими протоколами маршрутизації, такими як OSPF (спершу відкрити найкоротший шлях) або RIP (протокол інформації про маршрут), BGP має кілька відмінних особливостей.
| BGP | OSPF | РІП | |
|---|---|---|---|
| Тип | Шлях-вектор | Link-State | Відстань-вектор |
| Масштабованість | Висока масштабованість | Можливість масштабування в межах домену | Обмежена масштабованість |
| Використання | Міждоменні | Внутрішньодоменний | Внутрішньодоменний |
| Метрика | Кілька атрибутів | Вартість на основі пропускної здатності | Підрахунок стрибків |
BGP: майбутні перспективи
Незважаючи на те, що BGP використовується вже понад 30 років, він, швидше за все, залишатиметься центральним у роботі Інтернету завдяки своїй надійності, масштабованості та адаптивності. Однак увага зміщується в бік підвищення безпеки за допомогою таких рішень, як RPKI та ініціатива SIDR (Безпечна міждоменна маршрутизація).
Також зростає інтерес до оптимізації BGP для потреб сучасних мереж. Тривають зусилля для розробки алгоритмів машинного навчання, які можуть оптимізувати конфігурації BGP і вдосконалити інженерію трафіку.
BGP і проксі-сервери
Проксі-сервери, які діють як посередники для запитів від клієнтів, які шукають ресурси з інших серверів, можуть використовувати BGP для покращення своїх функцій. Використовуючи BGP, проксі-сервери можуть приймати більш обґрунтовані рішення щодо маршрутизації для оптимізації продуктивності, надійності та безпеки.
Наприклад, мережа проксі-сервера, що охоплює кілька AS, може використовувати BGP для визначення найкращого шляху для передачі даних, покращуючи роботу клієнта шляхом зменшення затримки та забезпечення високої доступності.
