اصول BGP: پروتکلی که اینترنت را اجرا می‌کند

چرا اینترنت به نوع متفاوتی از پروتکل نیاز دارد

OSPF و EIGRP، که پیش‌تر در این مجموعه بحث شد، Interior Gateway Protocols (IGPs) هستند، طراحی‌شده برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر از نظر ریاضی درون شبکه یک سازمان واحد، جایی که هر روتر تحت کنترل اداری مشترک است. اتصال صدها هزار شبکه مستقل اینترنت به یکدیگر نیازمند چیزی اساساً متفاوت است: پروتکلی که می‌تواند سیاست کسب‌وکار و روابط اعتماد بین سازمان‌های جداگانه را بیان کند، نه فقط کوتاه‌ترین مسیر را محاسبه کند.

BGP: یک پروتکل Path-Vector

BGP (Border Gateway Protocol) به‌عنوان یک پروتکل Path-Vector طبقه‌بندی می‌شود، متمایز از هم رویکرد link-state OSPF و هم رویکرد distance-vector EIGRP، که پیش‌تر در این مجموعه بحث شد. به‌جای محاسبه یک هزینه عددی، BGP توالی واقعی سیستم‌های خودمختاری که یک مسیر از میان آن‌ها عبور کرده را ردیابی می‌کند، و از آن اطلاعات مسیر هم برای جلوگیری از حلقه و هم برای گرفتن تصمیمات مسیریابی مبتنی‌بر-سیاست استفاده می‌کند.

Autonomous System (AS): یک شبکه یا گروهی از
  شبکه‌ها تحت کنترل یک اقتدار اداری واحد،
  شناسایی‌شده با یک AS Number (ASN) یکتا

مثال مسیر AS برای یک مسیر:
  Path: 65001 65002 65003
  این یعنی مسیر در AS 65003 نشأت گرفته،
  و با عبور از میان AS 65002 سپس AS 65001
  یاد گرفته شده -- روتر گیرنده صرفاً نیاز دارد
  بررسی کند آیا شماره AS خودش از قبل در این
  مسیر ظاهر می‌شود تا یک حلقه را تشخیص دهد

eBGP در مقابل iBGP

BGP در دو حالت متمایز بسته به اینکه آیا دو روتر همتا به همان یا سیستم‌های خودمختار متفاوت تعلق دارند عمل می‌کند.

eBGP (External BGP):
  بین روترها در سیستم‌های خودمختار متفاوت
  معمولاً مستقیماً متصل (هرچند این به‌طور
  دقیق مورد نیاز نیست)
  بین سازمان‌های جداگانه استفاده می‌شود -- یک
  سازمان و ISP آن، یا بین ISP ها

iBGP (Internal BGP):
  بین روترها در همان سیستم خودمختار
  برای حمل اطلاعات مسیریابی BGP در سراسر
  شبکه داخلی خود یک سازمان استفاده می‌شود،
  معمولاً همراه با یک IGP مانند OSPF که
  محاسبه مسیر داخلی واقعی را مدیریت می‌کند

این تمایز برای پیکربندی و طراحی بسیار اهمیت دارد: جلسات eBGP معمولاً حداقل پیکربندی بین همسایگان مستقیماً متصل نیاز دارند، در حالی که iBGP نیازمندی‌های اضافی دارد، مانند نیاز به یک مش کامل از جلسات iBGP (یا route reflector ها، یک موضوع پیشرفته‌تر) برای انتشار درست مسیرها در سراسر یک AS.

پیکربندی eBGP پایه

Router(config)# router bgp 65001
Router(config-router)# neighbor 203.0.113.2 remote-as 65002
Router(config-router)# network 192.168.1.0 mask 255.255.255.0

-- "65001" شماره AS خود این روتر است
-- "neighbor ... remote-as 65002" یک همسایه eBGP
--   خاص و شماره AS آن را شناسایی می‌کند --
--   هر دو مقدار باید دقیق پیکربندی شوند،
--   چون یک عدم‌تطابق جلسه را از شکل‌گیری
--   جلوگیری می‌کند
-- "network" یک پیشوند خاص را به BGP تبلیغ
--   می‌کند، اساساً متفاوت از دستور network
--   OSPF/EIGRP، که پروتکل را روی اینترفیس‌های
--   منطبق فعال می‌کند -- دستور network BGP
--   به‌طور خاص آن پیشوند دقیق را اگر در جدول
--   مسیریابی وجود داشته باشد تبلیغ می‌کند

ویژگی‌های مسیر کلیدی BGP برای انتخاب مسیر

از آنجا که چند مسیر به همان مقصد اغلب در سراسر اینترنت وجود دارند، BGP از یک توالی به‌خوبی‌تعریف‌شده از Path Attributes (ویژگی‌های مسیر) برای انتخاب یک بهترین مسیر واحد وقتی بیش از یکی موجود است استفاده می‌کند.

یک دید ساده‌شده از ترتیب انتخاب بهترین-مسیر
BGP (الگوریتم کامل گام‌های بیشتری دارد، اما
این‌ها در میان مرتبط‌ترین‌های رایج هستند):

۱. Weight (اختصاصی سیسکو، بالاترین برنده،
   محلی فقط روی روتر، هرگز تبلیغ نمی‌شود)
۲. Local Preference (بالاتر برنده، درون یک
   AS از طریق iBGP به اشتراک گذاشته می‌شود،
   برای تأثیرگذاری روی ترجیح ترافیک خروجی)
۳. مسیرهای نشأت‌گرفته-محلی نسبت به مسیرهای
   یادگرفته‌شده ترجیح داده می‌شوند
۴. کوتاه‌ترین AS Path (کمتر هاپ AS برنده می‌شود)
۵. پایین‌ترین نوع Origin
۶. پایین‌ترین MED (Multi-Exit Discriminator،
   برای تأثیرگذاری روی اینکه یک AS همسایه
   کدام نقطه ورود را باید ترجیح دهد استفاده می‌شود)
۷. مسیرهای یادگرفته‌شده-eBGP نسبت به یادگرفته‌شده-iBGP ترجیح داده می‌شوند
۸. پایین‌ترین معیار IGP به گام‌بعدی
۹. قدیمی‌ترین مسیر (برای پایداری)
۱۰. پایین‌ترین شناسه روتر (تصمیم‌گیر نهایی)

این لیست مرتب‌شده ماهیت اساساً سیاست-محور BGP را منعکس می‌کند: برخلاف یک IGP که صرفاً کوتاه‌ترین مسیر از نظر ریاضی را انتخاب می‌کند، اولین ملاحظه واقعی BGP (Weight) یک ترجیح صرفاً محلی و پیکربندی‌شده-توسط-مدیر است، و حتی Local Preference، ارزیابی‌شده دوم، صراحتاً طراحی شده تا اجازه دهد یک سازمان سیاست کسب‌وکاری خودش درباره مسیرهای ترجیحی را بیان کند به‌جای تکیه بر هر سنجش فاصله عینی.

استفاده از طول AS Path به‌عنوان یک مثال ساده

دو مسیر به همان شبکه مقصد:
مسیر A: AS Path = 65001 65002 (2 هاپ)
مسیر B: AS Path = 65001 65003 65004 (3 هاپ)

با برابر بودن همه چیز دیگر، BGP مسیر A
را ترجیح می‌دهد، چون AS path کوتاه‌تری دارد --
هرچند این فقط به‌عنوان یک تصمیم‌گیر پس از اینکه
Weight و Local Preference از قبل بررسی شده و
برابر یافته شده‌اند رسیدنی است

تأیید همسایگان BGP و جدول مسیریابی

Router# show ip bgp summary

Neighbor        V    AS  MsgRcvd MsgSent   State
203.0.113.2     4  65002      142     138   Established

Router# show ip bgp

Network            Next Hop        Metric  LocPrf  Path
*> 192.168.2.0/24   203.0.113.2         0            65002 i

Router# show ip route bgp

B    192.168.2.0/24 [20/0] via 203.0.113.2

یک حالت همسایه Established تأیید می‌کند جلسه BGP کاملاً شکل گرفته و مسیرها را تبادل می‌کند — هر حالت دیگری نشان‌دهنده یک جلسه در حال شکل‌گیری یا شکست‌خورده است، که نیازمند همان نوع عیب‌یابی سیستماتیک (بررسی پیکربندی شماره AS، دسترس‌پذیری IP، و هر احراز هویت پیکربندی‌شده) اعمال‌شده روی مسائل همسایه OSPF و EIGRP که پیش‌تر در این مجموعه بحث شد است. مسیرهای BGP در جدول مسیریابی با کد B و یک فاصله اداری پیش‌فرض ۲۰ برای مسیرهای یادگرفته‌شده-eBGP ظاهر می‌شوند، که به‌طور قابل‌توجهی کمتر از هم ۱۱۰ OSPF و هم ۹۰ EIGRP است -- به این معنا که مسیرهای eBGP به‌شدت نسبت به مسیرهای IGP به همان مقصد وقتی هر دو وجود داشته باشند ترجیح داده می‌شوند.

چرا فلسفه طراحی BGP اساساً با IGP ها متفاوت است

هر پروتکلی که پیش‌تر در این مجموعه پوشش داده شد — هزینه link-state OSPF و معیار ترکیبی EIGRP — در نهایت برای بهترین مسیر از نظر ریاضی درون یک دامنه اداری مورداعتماد واحد بهینه می‌شوند. BGP عمداً حول یک اولویت کاملاً متفاوت طراحی شد: از آنجا که شبکه‌های به‌طور متقابل بی‌اعتماد و به‌طور مستقل اداره‌شده را متصل می‌کند، باید از سیاست تعریف‌شده-توسط-مدیر (کدام همسایه ترجیح داده شود، کدام مسیرها پذیرفته یا رد شوند، کدام مسیرها به چه کسی تبلیغ شوند) به‌عنوان یک نگرانی درجه‌یک پشتیبانی کند، با طول مسیر صرف که فقط به‌عنوان یک عامل نسبتاً جزئی در میان بسیاری در تصمیم انتخاب مسیر نهایی خدمت می‌کند.

چرا تسلط بر BGP فراتر از ارائه‌دهندگان خدمات ضروری است

در حالی که BGP در ابتدا حوزه ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی متصل به یکدیگر بود، به‌طور فزاینده در شبکه‌های سازمانی نیز رایج شده — به‌ویژه برای سازمان‌هایی با اتصالات به چند ISP برای افزونگی، یا برای اتصال به ارائه‌دهندگان ابری، که بسیاری از آن‌ها از BGP برای پیشنهادات اتصال شبکه خودشان استفاده می‌کنند. درک تمایز eBGP/iBGP و فرآیند انتخاب مسیر سیاست-محور پوشش‌داده‌شده در این مقاله دانش بنیادینی است پیش از پرداختن به ابزارهای سیاست BGP پیشرفته‌تر، مانند route map ها و community ها، که بعداً در این مجموعه پوشش داده می‌شوند.