ボーダーゲートウェイプロトコル（BGP）の理解

インターネットは、標準化されたプロトコルを使用して通信する相互接続されたコンピュータやデバイスの分散型ネットワークです。これは、インターネットサービスプロバイダー（ISP）、企業、大学、その他の組織によって運営される自律システム（AS）として知られる数千の独立したネットワークで構成されています。

ボーダーゲートウェイプロトコル（BGP）は、トラフィックがポイントAからポイントBに到達することを保証する重要なインターネットプロトコルです。BGPを使用すると、ASはネットワークパケットが目的地に到達するための最も効率的なルートを決定し、それを送信します。

BGPはどのように機能しますか？

インターネット上の各ASは、1つ以上の他のAS、つまり「ピア」または「隣接者」に直接接続されています。これらの直接リンクされたASは、他のピアから受け取った情報を渡すことを含め、互いにルーティング情報を共有します。このピアツーピアアプローチにより、利用可能なルートに関する情報が複数のホップを介してインターネット全体に浸透します。

インターネット上のすべてのASは、ルート広告と呼ばれるプロセスを通じて、直接制御しているIPアドレスの範囲を共有します。例えば、「ISP A」は、顧客のすべてのIPアドレスへの直接ルートを持っていることを発表します。これには、顧客の一人である「ボブ」も含まれます。

これらのルート広告は、ISPの隣接者またはピアと共有され、彼らのルーティングテーブルに保存されます。その結果、これらのASはこれらのIPアドレスへのルートを持つことになります。私たちの例を使用すると、彼らはボブに対して受信したトラフィックはISP Aに送信できることを知っており、ISP Aはそれを適切な受取人に転送します。これらのASは、すべてのASがボブおよびISP Aの他の顧客へのルートを持つまで、新しいルートを隣接者に転送します。

多くのASが他のいくつかのASに接続しているため、1つのISPから別のISPへの複数のルートが利用可能な場合があります。BGPは、遅延、ホップ数、伝送コストなど、ルートを選択するためにさまざまな属性を使用します。これらの属性はルートアナウンスに含まれており、各ASが独自のルーティング決定を行うことを可能にします。

BGPの主な特徴

BGPは、異なる自律システム間でのルーティング情報の交換を可能にするため、インタードメインルーティング用に設計されているため、ルーティングプロトコルの中で独自です。BGPが他のプロトコルと異なる点は次のとおりです。

• パスベクタープロトコル:距離ベクタープロトコルやリンクステートプロトコルとは異なり、BGPはホップ数やリンク状態だけでなく、ASパスのテーブルを維持し、より柔軟でポリシー駆動のルーティングを可能にします。
• ASピアリング:BGPはAS同士がルート情報を通信することを許可します。これは、直接のピアと情報を共有し、これらの変更をインターネット全体に伝播させることによって達成されます。
• BGP属性:ASは目的地への最短ルートを好むかもしれませんが、選択を助けるために他の要因も使用できます。遅延や伝送コストなどの情報は、属性を介して伝達されます。
• ルートフィルタリング:BGPはASが受け入れるまたは広告するルートを選択することを許可します。さらに、企業のポリシーやルートに付随する属性に基づいてパス選択を行うことができます。

インターネットルーティングにおけるBGPの使用方法

BGPはネットワーク上でトラフィックをルーティングするために使用される主要なプロトコルです。そのソースASを離れるトラフィックは、BGPを介して配布された情報に基づいてルーティングされます。

BGPの利点と欠点

BGPには多くの利点があり、以下を含みます：

• スケーラビリティ：BGPは数十万のルートを処理できるため、広大で分散型のインターネットの特性に適しています。
• 効率性：BGPは最適化されたパス選択アルゴリズムとルート更新のための最小限の帯域幅利用を使用します。
• 構成可能性:BGPはポリシーベースのルーティング、マルチホーミング接続、およびトラフィックエンジニアリングを許可します。
• ルート集約:BGPはルート集約を可能にし、保存するユニークなルートの数を減少させます。

しかし、このプロトコルには以下のような欠点もあります：

• メモリ要件:BGPの大規模なルーティングテーブルのサポートは、より高いメモリ要件を意味します。
• 遅い収束:BGPは他のプロトコルよりも変化に適応するのが遅くなることがあります。
• セキュリティリスクBGPは広告されたルートを暗黙的に信頼するため、ルートハイジャックや類似の脅威に対して脆弱です。
• 最適でないルーティング:BGPは他の要因を優先し、ネットワークの混雑に盲目的であるため、最適でないルートを選択することがあります。

BGPが他のルーティングプロトコルとどのように比較されるか

ルーティングプロトコルは、外部ルーティングプロトコルまたは内部ルーティングプロトコルに分類できます。外部ルーティングプロトコルは、主にインターネット上のAS間での情報ルーティングに使用されます。BGPは外部ルーティングプロトコルの一例です。

Open Shortest Path First (OSPF)、Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS)、またはEnhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)などの他のルーティングプロトコルは、内部ルーティングプロトコルの例です。これらはASのネットワーク内でトラフィックをルーティングするように設計されています。

BGPは内部および外部ルーティングシナリオの使用例があり、‘内部BGP’と‘外部BGP’で区別できます。しかし、iBGPはその限られたスケーラビリティと遅い収束のため、主要な内部ルーティングアルゴリズムとしてはほとんど使用されません。代わりに、OSPFやIS-ISをサポートする二次アルゴリズムとして使用されます。

一般的なBGP設定の課題

BGPは手動で構成するのが複雑な場合があります。一般的な問題には以下が含まれます：

• 不正確なルート要約が到達性の問題を引き起こす。
• ピア関係の設定や維持に関する課題。
• ルートフラッピングが不安定なルーティングを引き起こす。
• 誤って構成されたフィルターがルート伝播に影響を与える。
• 誤って構成されたBGP属性がルート選択に影響を与える。

BGPの効果的なトラブルシューティング

BGPの課題は内部および外部の要因によって引き起こされることがあります。これらの課題を回避するためのいくつかのベストプラクティスには以下が含まれます：

• 問題を迅速に特定し対処するための継続的な監視。
• ピアリングの課題やルートデータの問題に応じてピアを変更する。
• ルートハイジャックを防ぐためにリソース公開鍵基盤（RPKI）を実装する。

SD-WANソリューションにおけるBGPの統合

ソフトウェア定義広域ネットワーキング（SD-WAN）は、ネットワーク制御を基盤となるトランスポートインフラストラクチャから分離します。このオーバーレイ・アンダーレイの分離を活用することで、SD-WANはパフォーマンス、セキュリティ、柔軟性を向上させ、従来のネットワーキングと比較してWAN管理をより効率的、回復力があり、コスト効果の高いものにします。

SD-WANソリューションは、内部および外部トラフィックのルーティングにBGPを実装できます。Catoのような主要なSD-WANプロバイダーは、自社のインフラストラクチャを持ち、ASとして運営しています。これは、BGPが彼らのSD-WANサービスのユーザーへのトラフィックをルーティングするために使用されることを意味します。SD-WANプロバイダーは、内部ルーティングを実装するためにBGPを使用することもできます。トラフィックがプロバイダーのインフラに入ると、iBGPを使用して正しいエンドポイントに誘導できます。

最適化されたSD-WANおよびSASEソリューションのためのBGPの活用

Catoは、グローバルプライベートバックボーンの上でSD-WANおよびセキュアアクセスサービスエッジ（SASE）サービスを運営しています。Catoのインフラの規模は、グローバルサービスプロバイダー（GSP）およびインターネットのBGPエコシステム内の独立したASに相当します。

Cato SASE Cloudは、顧客との間でトラフィックを安全かつ効率的にルーティングするために、内部および外部でBGPを使用しています。BGPの動的で弾力的なルート選択は、Catoがシームレスな接続を確保し、すべての企業ユーザーに信頼性が高く安全なデータ伝送を提供するのに役立ちます。Catoを使用してネットワークのパフォーマンスとセキュリティを最適化する方法について詳しく知るには、デモを予約する。