Introduction to BGP – Vì sao BGP được xem là “xương sống” của Internet?

[Cẩm Thanh]

Introduction to BGP – Vì sao BGP được xem là “xương sống” của Internet?


Khi học routing, phần lớn kỹ sư mạng sẽ bắt đầu với:

• RIP
• OSPF
• EIGRP
• IS-IS

Đây đều là các Interior Gateway Protocol (IGP), tức giao thức định tuyến hoạt động bên trong một hệ thống mạng nội bộ.

Tuy nhiên, Internet không phải là một mạng duy nhất.

Internet là tập hợp của hàng chục nghìn hệ thống mạng độc lập trên toàn cầu:

• ISP
• Cloud Provider
• Data Center
• Enterprise
• CDN
• Telco

Mỗi hệ thống này được gọi là một:
Autonomous System (AS)

Và giao thức giúp các AS trao đổi route với nhau chính là:

Border Gateway Protocol – BGP

Đây là lý do BGP được xem là nền tảng định tuyến quan trọng nhất của Internet hiện đại.

BGP là gì?

BGP là một Exterior Gateway Protocol (EGP) dùng để trao đổi thông tin định tuyến giữa các Autonomous System khác nhau.




Khác với OSPF hay EIGRP:

• BGP không ưu tiên tốc độ hội tụ nhanh
• Không dựa chủ yếu vào metric bandwidth
• Không tập trung tìm shortest path như IGP

Thay vào đó:

BGP hoạt động dựa trên:

• Policy
• Path control
• Administrative decision
• Traffic engineering

Nói cách khác:

BGP không đơn thuần chọn “đường ngắn nhất”.

BGP chọn:
“Đường phù hợp nhất theo chính sách quản trị.”

Đây là khác biệt cực kỳ quan trọng.




Ví dụ thực tế:

Giả sử:

• Công ty A kết nối Internet qua ISP1 và ISP2
• ISP1 rẻ hơn
• ISP2 nhanh hơn nhưng đắt hơn

Doanh nghiệp có thể muốn:

• Traffic đi web bình thường → ra ISP1
• Traffic ứng dụng quan trọng → ra ISP2

IGP thông thường rất khó xử lý bài toán này.




Nhưng với BGP:

• Có thể dùng Local Preference
• MED
• AS-PATH prepending
• Community
• Route-map

Để kiểm soát traffic rất chi tiết.

Đây chính là sức mạnh lớn nhất của BGP.

BGP hoạt động như thế nào?

BGP hoạt động theo mô hình:
Path Vector Protocol

Mỗi route sẽ mang theo nhiều thuộc tính gọi là:
BGP Attributes




Ví dụ:

• AS-PATH
• NEXT_HOP
• LOCAL_PREF
• MED
• COMMUNITY
• ORIGIN

Các thuộc tính này giúp router:

• Đưa ra quyết định chọn route
• Tránh routing loop
• Điều khiển hướng traffic
• Áp dụng policy

Điểm rất đặc biệt của BGP là:

Router không chỉ học destination network.

Router còn học:
“Con đường để đi tới destination đó.”

Đây là lý do gọi là:
Path Vector.

AS-PATH – Trái tim của BGP

Một trong những thuộc tính quan trọng nhất của BGP là:
AS-PATH

Ví dụ:

Route từ:
AS 100 → AS 200 → AS 300

thì AS-PATH sẽ là:
100 200 300

AS-PATH có hai vai trò cực kỳ quan trọng:

Thứ nhất:
Giúp BGP chống loop.

Nếu router thấy ASN của chính mình trong AS-PATH:

• Router sẽ reject route

Thứ hai:
Ảnh hưởng tới quá trình Best Path Selection.

Thông thường:

• AS-PATH ngắn hơn sẽ được ưu tiên hơn

Đây là lý do kỹ sư thường dùng:
AS-PATH Prepending

để influence traffic inbound.

eBGP và iBGP

Trong BGP có hai mô hình kết nối quan trọng:

eBGP:

• Kết nối giữa các AS khác nhau

iBGP:

• Kết nối giữa router trong cùng AS

Đây là khái niệm nền tảng nhưng cực kỳ quan trọng trong thiết kế mạng lớn.

Ví dụ:

• AS 65001 kết nối ISP AS 12345 → eBGP
• Hai router cùng AS 65001 trao đổi BGP với nhau → iBGP

Một điểm rất quan trọng:

iBGP mặc định:

• Không advertise route học từ iBGP sang iBGP khác

Đây là lý do xuất hiện:

• Route Reflector
• Confederation

Trong hệ thống BGP lớn.

BGP Best Path Selection

Khi có nhiều route tới cùng destination:
BGP sẽ chạy thuật toán chọn Best Path.




Một số tiêu chí quan trọng:

• Weight
• Local Preference
• Locally Originated
• AS-PATH
• Origin
• MED
• eBGP over iBGP
• Lowest Router-ID

Điểm cần nhớ:

BGP không chọn route dựa hoàn toàn vào bandwidth hay delay như OSPF.

BGP chọn route dựa vào:
Policy và thuộc tính định tuyến.

Đây là lý do BGP cực kỳ linh hoạt nhưng cũng phức tạp hơn nhiều so với IGP.

Vì sao BGP khó?




Rất nhiều kỹ sư thấy:

• OSPF dễ học hơn
• EIGRP dễ troubleshoot hơn

Nhưng khi học BGP lại cảm thấy:

• Khó visualize
• Nhiều attribute
• Policy phức tạp
• Route behavior khó đoán

Nguyên nhân là vì:

BGP không chỉ là giao thức định tuyến.

BGP là công cụ điều khiển traffic ở quy mô Internet.




Do đó:
Kỹ sư học BGP cần hiểu:

• Routing logic
• Policy design
• Traffic engineering
• Path manipulation
• Multi-homing
• Internet architecture

Đây là lý do BGP luôn là một trong những chủ đề quan trọng nhất trong:

• CCNP Enterprise
• CCIE Enterprise Infrastructure
• CCIE Service Provider
• Data Center Networking
• MPLS Backbone

Trong tài liệu lab:

• eBGP được cấu hình giữa các AS
• Quan sát behavior của route advertisement
• Phân tích AS-PATH
• Kiểm tra BGP table
• Theo dõi quá trình Best Path Selection

Đây là nền tảng đầu tiên trước khi đi sâu vào:

• Community
• MPLS VPN
• Route Reflector
• Traffic Engineering
• BGP Security
• Large Scale Routing

Một kỹ sư mạng giỏi không chỉ biết route đi đâu.

Mà phải hiểu:
“Tại sao BGP lại chọn đường đi đó.”




vnpro vnpronews bgp cisco ccnp ccie routing #NetworkEngineering #ServiceProvider mpls