BGP — это протокол динамической маршрутизации, являющийся единственным EGP( External Gateway Protocol) протоколом. Данный протокол используется для построения маршрутизации в интернете.
Протокол BGP предназначен для обмена информацией о достижимости подсетей между автономными системами (АС, англ. AS — autonomous system), то есть группами маршрутизаторов под единым техническим и административным управлением, использующими протокол внутридоменной маршрутизации для определения маршрутов внутри себя и протокол междоменной маршрутизации для определения маршрутов доставки пакетов в другие АС. Передаваемая информация включает в себя список АС, к которым имеется доступ через данную систему. Выбор наилучших маршрутов осуществляется исходя из правил, принятых в сети.
BGP поддерживает бесклассовую адресацию и использует суммирование маршрутов для уменьшения таблиц маршрутизации. С 1994 года действует четвёртая версия протокола, все предыдущие версии являются устаревшими.
BGP, наряду с DNS, является одним из главных механизмов, обеспечивающих функционирование Интернета.
BGP является протоколом прикладного уровня и функционирует поверх протокола транспортного уровня TCP (порт 179). После установки соединения передаётся информация обо всех маршрутах, предназначенных для экспорта. В дальнейшем передаётся только информация об изменениях в таблицах маршрутизации. При закрытии соединения удаляются все маршруты, информация о которых передана противоположной стороной.
Информация о маршруте состоит из атрибутов пути (Path atributes).
Атрибуты пути разделены на 4 категории:
- Well-known mandatory — все маршрутизаторы, работающие по протоколу BGP, должны распознавать эти атрибуты. Должны присутствовать во всех обновлениях (update).
- Well-known discretionary — все маршрутизаторы, работающие по протоколу BGP, должны распознавать эти атрибуты. Могут присутствовать в обновлениях (update), но их присутствие не обязательно.
- Optional transitive — могут не распознаваться всеми реализациями BGP. Если маршрутизатор не распознал атрибут, он помечает обновление как частичное (partial) и отправляет его дальше соседям, сохраняя не распознанный атрибут.
- Optional non-transitive — могут не распознаваться всеми реализациями BGP. Если маршрутизатор не распознал атрибут, то атрибут игнорируется и при передаче соседям отбрасывается.
Примеры атрибутов BGP:
- Well-known mandatory:
- Autonomous system path
- Next-hop
- Origin
- Well-known discretionary:
- Local preference
- Atomic aggregate
- Optional transitive:
- Aggregator
- Communities
- Optional non-transitive:
Формат сообщения
Сообщение BGP начинается с заголовка, после которого, в зависимости от типа сообщения, могут следовать данные. Максимальная длина сообщения — 4096 октетов, минимальная — 19 октетов. Заголовок сообщения содержит следующие поля:
- Маркер (16 октетов) — используется для совместимости, должен быть заполнен единицами;
- Длина (2 октета) — длина сообщения в октетах, включая заголовок;
- Тип (1 октет):
- 1 — Открытие;
- 2 — Обновление информации;
- 3 — Оповещение;
- 4 — Сохранение соединения.
Открытие
Первое сообщение после установки соединения должно быть «Открытие». Если сообщение успешно обработано, в ответ будет послано «Сохранение соединения». В дополнение к заголовку BGP сообщение «Открытие» содержит следующие поля:
- Версия (1 октет) — версия протокола, текущее значение 4;
- Моя система (2 октета) — номер автономной системы;
- Интервал времени (2 октета) — максимальный интервал времени в секундах между получением сообщений «Обновление информации» или «Сохранение соединения»;
- Идентификатор отправителя (4 октета) — устанавливается равным IP-адресу;
- Длина дополнительных параметров (1 октет);
- Дополнительные параметры:
- Тип параметра (1 октет);
- Длина параметра (1 октет);
- Значение параметра.
Обновление информации
Сообщение «Обновление информации» предназначено для передачи информации о маршрутах между АС. Сообщение может указывать новые маршруты и удалять неработающие. Структура сообщения:
| Бит | Значение |
|---|---|
| 0 | 1 – дополнительный, 0 – стандартный |
| 1 | 1 – транзитивный (для стандартных всегда 1) |
| 2 | 1 – информация частичная, 0 – полная |
| 3 | 1 – поле длины атрибута два октета, 0 – один октет |
| 4 | не используются, должны быть 0 |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 |
- Длина удаляемых маршрутов (2 октета);
- Удаляемые маршруты:
- Длина атрибутов пути (2 октета);
- Атрибуты пути:
- Тип атрибута:
- Флаг атрибута;
- Код атрибута;
- Длина атрибута (1 или 2 октета, в зависимости от флага);
- Данные атрибута;
- Тип атрибута:
- Информация о достижимости — список префиксов IP-адресов:
Все атрибуты пути соответствуют всем записям в поле «Информация о достижимости».
Сохранение соединения
Сообщение сохранения соединения должно посылаться не реже чем раз в одну третью часть максимального интервала времени между сообщениями, но не чаще чем один раз в секунду. Если интервал времени установлен равным нулю, то сообщение не должно периодически рассылаться. Сообщение не использует дополнительных полей.
Оповещение
Оповещение посылается в случае обнаружения ошибки, при этом соединение закрывается. Сообщение содержит следующие поля:
- Код ошибки (1 октет);
- Субкод (1 октет);
- Данные.
Процесс выбора
Процесс выбора запускается после обновления информации и служит для отбора маршрутов, предназначенных для использования локально и передачи другим маршрутизаторам, использующим BGP. Процесс использует атрибуты полученных маршрутов для оценки степени предпочтения маршрута или информации о том, что маршрут является неподходящим для занесения в базу маршрутов и должен быть исключён из процесса отбора. Процесс делится на три фазы:
- Вычисление степени предпочтения каждого полученного маршрута;
- Выбор наилучшего маршрута для каждого места назначения и занесение его в базу маршрутов;
- Передача маршрутов на другие маршрутизаторы, при этом может производиться суммирование маршрутов.