Begrijpen van het Border Gateway Protocol (BGP)

Het internet is een gedecentraliseerd netwerk van onderling verbonden computers en apparaten die communiceren met behulp van gestandaardiseerde protocollen. Het bestaat uit duizenden onafhankelijke netwerken, bekend als Autonomous Systems (AS), die elk worden beheerd door internetproviders (ISP’s), bedrijven, universiteiten en andere organisaties.

Het Border Gateway Protocol (BGP) is een essentieel internetprotocol dat ervoor zorgt dat verkeer van punt A naar punt B komt. Met BGP kan een AS de meest efficiënte route bepalen voor een netwerkpakket om zijn bestemming te bereiken en het op weg sturen.

Hoe werkt BGP?

Elke AS op het internet is rechtstreeks verbonden met een of meer andere AS, zijn “peers” of “buren”. Deze rechtstreeks verbonden AS delen routeringsinformatie met elkaar, inclusief het doorgeven van informatie die van andere peers is ontvangen. Deze peer-to-peer benadering stelt informatie over beschikbare routes in staat om via meerdere hops door het hele internet te sijpelen.

Elke AS op het internet zal, via een proces dat routeadvertentie wordt genoemd, de reeksen IP-adressen delen die zij rechtstreeks beheersen. Bijvoorbeeld, “ISP A” zal aankondigen dat het een directe route heeft naar alle IP-adressen van zijn klanten, inclusief “Bob”, een van zijn klanten.

Deze routeadvertenties worden gedeeld met de buren of peers van de ISP, die ze in hun routeringstabellen opslaan. Als gevolg hiervan zullen deze AS nu een route naar deze IP-adressen hebben. Met ons voorbeeld weten zij dat al het verkeer dat zij voor Bob ontvangen, naar ISP A kan worden gestuurd, die het vervolgens naar de juiste ontvanger zal doorsturen. Deze AS zullen nieuwe routes naar hun buren doorsturen totdat alle AS een route naar Bob en andere klanten van ISP A hebben.

Aangezien veel AS verbinding maken met verschillende andere AS, kunnen er meerdere routes beschikbaar zijn van de ene ISP naar de andere. BGP gebruikt verschillende attributen om een route te selecteren, waaronder latentie, hop-telling en transmissiekosten. Deze attributen zijn opgenomen in route-aankondigingen, waardoor elke AS zijn eigen routeringsbeslissingen kan nemen.

Belangrijkste kenmerken van BGP

BGP is uniek onder routeringsprotocollen omdat het is ontworpen voor inter-domein routering, waardoor de uitwisseling van routeringsinformatie tussen autonome systemen mogelijk is. Hier is wat BGP onderscheidt van andere protocollen:

• Pad-Vector Protocol: In tegenstelling tot afstand-vector of link-status protocollen, houdt BGP een tabel bij van AS-paden in plaats van alleen hop-tellingen of link-statussen, wat zorgt voor flexibeler en beleidsgestuurd routeren.
• AS Peering: BGP staat AS toe om route-informatie met elkaar te communiceren. Dit wordt bereikt door informatie te delen met directe buren en deze wijzigingen over het internet te verspreiden.
• BGP Attributen: Hoewel een AS de kortste route naar een bestemming kan verkiezen, kan het ook andere factoren gebruiken om zijn keuze te maken. Informatie zoals latentie of transmissiekosten wordt gecommuniceerd via attributen.
• Route Filtering: BGP staat AS toe om de routes te selecteren die zij accepteren of adverteren. Bovendien kunnen zij padkeuzes maken op basis van bedrijfsbeleid en de aan routes gekoppelde attributen.

Hoe BGP wordt Gebruikt in Internet Routing

BGP is het primaire protocol dat wordt gebruikt om verkeer over het netwerk te routeren. Al het verkeer dat zijn bron-AS verlaat, wordt gerouteerd op basis van informatie die via BGP is verspreid.

De Voordelen en Nadelen van BGP

BGP heeft talrijke voordelen, waaronder:

• Schaalbaarheid: BGP kan honderden duizenden routes aan, waardoor het geschikt is voor de uitgestrekte en gedecentraliseerde aard van het internet.
• Efficiëntie: BGP gebruikt geoptimaliseerde padselectie-algoritmen en minimale bandbreedtebenutting voor route-updates.
• Configureerbaarheid: BGP staat beleidsgebaseerde routering, multi-homed connectiviteit en verkeersengineering toe.
• Route-aggregatie: BGP staat route-aggregatie toe, waardoor het aantal unieke routes dat opgeslagen moet worden, vermindert.

Echter, het protocol heeft ook zijn nadelen, waaronder:

• Geheugenvereisten: De ondersteuning van BGP voor grote routertabellen betekent ook dat het hogere geheugenvereisten heeft.
• Langzame convergentie: BGP kan zich langzamer aanpassen aan veranderingen dan andere protocollen.
• Beveiligingsrisico’s: BGP vertrouwt impliciet op geadverteerde routes, waardoor het kwetsbaar is voor route-hijacking en soortgelijke bedreigingen.
• Suboptimale routering: BGP kan suboptimale routes kiezen door andere factoren te prioriteren en zijn blindheid voor netwerkcongestie.

Hoe BGP zich verhoudt tot andere routerprotocollen

Routerprotocollen kunnen worden geclassificeerd als externe of interne routerprotocollen. Externe routerprotocollen worden voornamelijk gebruikt voor het routeren van informatie tussen AS op het internet. BGP is een voorbeeld van een extern routerprotocol.

Andere routerprotocollen, zoals Open Shortest Path First (OSPF), Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) of het Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), zijn voorbeelden van interne routerprotocollen. Deze zijn ontworpen om verkeer binnen het netwerk van een AS te routeren.

BGP heeft gebruiksscenario’s voor interne, evenals externe routeringsscenario’s, en kan worden onderscheiden door ‘intern BGP’ versus ‘extern BGP’. Echter, iBGP wordt zelden gebruikt als een primaire interne routeringsalgoritme vanwege de beperkte schaalbaarheid en trage convergentie. In plaats daarvan wordt het gebruikt als een secundair algoritme ter ondersteuning van OSPF of IS-IS.

Veelvoorkomende BGP-configuratie-uitdagingen

BGP kan complex zijn om handmatig te configureren. Enkele veelvoorkomende problemen zijn:

• Onjuiste route-samenvatting die bereikbaarheidproblemen veroorzaakt.
• Uitdagingen bij het opzetten of onderhouden van peerrelaties.
• Route-flapping die onbetrouwbare routering veroorzaakt.
• Onjuist geconfigureerde filters die de route-propagatie beïnvloeden.
• Onjuist geconfigureerde BGP-attributen die de route-selectie beïnvloeden.

Effectief BGP oplossen

BGP-uitdagingen kunnen worden veroorzaakt door interne en externe factoren. Enkele best practices om deze uitdagingen te vermijden zijn:

• Continue monitoring om problemen snel te identificeren en aan te pakken.
• Peers wijzigen indien nodig vanwege peering-uitdagingen of problemen met routegegevens.
• Implementatie van Resource Public Key Infrastructure (RPKI) om route-kaping te voorkomen.

Integratie van BGP in SD-WAN-oplossingen

Softwaregedefinieerde breedbandnetwerken (SD-WAN) scheiden netwerkbeheer van de onderliggende transportinfrastructuur. Door gebruik te maken van deze overlay-onderlaag scheiding, SD-WAN verbetert het de prestaties, beveiliging en flexibiliteit, waardoor WAN-beheer efficiënter, veerkrachtiger en kosteneffectiever wordt in vergelijking met traditionele netwerken.

SD-WAN-oplossingen kunnen BGP implementeren voor zowel interne als externe verkeersroutering. Belangrijke SD-WAN-leveranciers, zoals Cato, hebben hun eigen infrastructuur en opereren als een AS. Dit betekent dat BGP wordt gebruikt om verkeer naar de gebruikers van hun SD-WAN-dienst te routeren. SD-WAN-leveranciers kunnen BGP ook gebruiken om interne routering te implementeren. Zodra verkeer de infrastructuur van de leverancier binnenkomt, kan iBGP worden gebruikt om het naar het juiste eindpunt te leiden.

Gebruik van BGP voor Geoptimaliseerde SD-WAN en SASE Oplossingen

Cato biedt SD-WAN en Secure Access Service Edge (SASE) diensten aan bovenop een Global Private Backbone. De schaal van Cato’s infrastructuur maakt het gelijkwaardig aan een Global Service Provider (GSP) en een onafhankelijke AS binnen het BGP-ecosysteem van het Internet.

Cato SASE Cloud gebruikt BGP zowel intern als extern om veilige, efficiënte routering van verkeer naar en van zijn klanten te waarborgen. De dynamische en veerkrachtige routekeuze van BGP helpt Cato om naadloze connectiviteit te waarborgen en betrouwbare en veilige gegevensoverdracht aan al zijn zakelijke gebruikers te bieden. Om meer te leren over het optimaliseren van uw netwerkprestaties en beveiliging met Cato, boek een demo.