Introduction to BGP

1. Why do we need BGP

1) Route Scale

• AS 내에서만 사용하는 IGP(Interior Gateway Protocol)는 인터넷과 같은 대규모 망에 사용하기 부적절
• 2023년 기준 BGP Table Size가 대략 95만 개
• 인터넷에서 많은 Route 정보를 IGP로 수신하여 계산하기에 네트워크 장비 리소스가 부족

 

2) Load Balancing

• IGP를 사용하여 이중화를 구성하면 Primary Link를 사용하여 모든 트래픽을 전송
  • 두 노드 간에 Metric이 다른 OSPF로 구성 시, 
  • Primary Link에 장애 발생 시, 모든 트래픽이 Backup Link로 전송
  • 두 Link에서 Load Balancing을 수행하기 어려움
  • IGP는 장애가 발생하지 않는 한 모든 트래픽을 Primary Link로 전송하고 Backup Link로 전송하지 않음
• 동일한 Metric으로 Primary를 광고할 수 있지만 제한적인 부분이 많음
• 예를 들어 BGP를 사용하면 80%는 Primary Link를 사용하고 20%를 Backup Link로 전송 가능

 

3) Administrative Domain

• 일반적으로 AS가 다르면 관리 방식이 서로 상이하다고 가정
• 관리 방식이 서로 다른 구역의 구성에 따라 라우팅 정보가 변경되는 것을 비선호

 

 

2. Introduction to BGP

1) Introduction to BGP

• BGPv4는 RFC 4271에 정의
• 현재 인터넷에서 사용하고 있는 라우팅 프로토콜은 BGP 하나 
• BGP를 사용하면 AS 수준에서 라우팅 정책 사용 가능
• IGP는 목적지까지 가는 최단 경로를 계산
• 인터넷과 같은 대규모 망에서는 최단 경로를 찾는 것에 대하여 신경을 쓰지 않으며 트래픽 경로를 조작할 수 있는 것이 더 중요

 

• BGP는 Path-Vector 프로토콜
  •  위 ‘Path’는 ‘AS-Path’를 의미
  •  AS 간에 Loop을 방지하기 위해 AS-Path 속성을 사용
  •  AS 내부에서는 Loop을 방지하기 위해 Split-Horizon 규칙 적용
    
    

• IGP는 라우팅 정보를 Multicast로 전송하지만, BGP는 Unicast로 전송
• BGP는 TCP Port 179를 이용해 Session을 맺고 Message를 송수신
• BGP Session 연결 및 초기 정보 교환 후, 정보 변경될 때만 Update
  • BGP는 IGP처럼 정보를 주기적으로 송신하지 않음
  • BGP는 Update 송신하는 최소 시간이 존재
• BGP는 IGP와 달리 Network가 Local에 없어도 광고 가능
  • Routing Table에는 IP 대역(Netmask)이 정확히 일치해야 광고 가능

 

2) IGP / BGP Best-Path Criterion 

• IGP Best-Path는 Metric으로 결정되지만, BGP Best-Path는 Attribute로 결정
• IGP는 목적지까지 도달할 수 있는 Shortest Path를 탐색
• 인터넷에서는 가장 짧은 경로를 찾는 것보다는 경로를 조작할 수 있는 것이 훨씬 중요

 

3) BGP Group

• Cisco 장비는 BGP Group이 선택사항이지만 Nokia 7750 SR은 필수사항
• Group 단위로 해당하는 Neighbor에만 Policy를 적용하므로 Resource 사용량 감소

 

4) BGP Router-ID 선출 순서(Nokia 7750 SR 기준)

1. BGP Router-ID
2. Global Router-ID
3. System-IP

 

5) BGP Router-ID 선출 순서 (Cisco 기준)

1. BGP Router-ID
2. OSPF Router-ID 선출 순서
   1. Router-ID 명령어
   2. Physical Interface IP 중 높은 IP
   3. Loopback Interface IP 중 높은 IP

 

 

3. AS(Autonomous System)

• 일반적으로 하나의 Administrative Domain 아래에 있는 네트워크 집합체를 의미
• AS Number는 각각의 AS를 식별하기 위한 고유한 숫자를 의미
• 하나의 AS 내에서는 OSPF나 EIGRP 같은 IGP를 사용
• 서로 다른 AS 간에 라우팅을 위해 EGP를 사용
  
  • 현재 사용하는 유일한 EGP는 BGP
• 일반적으로 2byte의 AS를 사용
  
  • 16bit이므로 65535개의 번호 사용 가능
  • 1~64511은 Public ASN이며 64512~65535는 Private ASN

 

 

4. BGP Advertisements

• Customer는 두 ISP를 통해 인터넷에 연결 가능
• Customer는 BGP를 사용하여 ISP에 광고할 수 있지만 ISP는 Customer로 광고할 수 있는 옵션이 존재

 

1) Default Route Update

• Customer는 하나의 Default Route를 수신하면 외부 네트워크에 연결할 수 있으며 가장 적은 리소스가 필요
• 해당 구성의 단점은 Customer 네트워크가 ISP 뒤에 무엇이 있는지 모른다는 것
• Default Route로 인하여 연결이 되어 있지만 이로 인하여 최적이 아닌 라우팅이 발생할 수 있음
• Default Route만 있는 경우, 모든 트래픽을 ISP 중 하나로 전송

 

• Customer는 두 ISP 모두로부터 Default Route만 수신한 상태이며 ISP1의 Default Route를 사용하여 모든 트래픽을 전송
• 즉, AS3에 있는 네트워크로 전송할 때마다 ISP1로 전송된 다음 ISP2로 전송
• 통신에 문제는 아니지만 최적의 경로는 아닌 상태

 

2) Partial Route Update

• Customer는 Partial Routing Table과 Default Route를 수신
• 더 많은 라우팅 정보가 있다는 것은 더 나은 라우팅 결정을 내릴 수 있음을 의미
• Default Route만 있는 경우보다 최적의 라우팅 문제가 적음

 

3) Full Internet Route Update

• 두 ISP로부터 전체 인터넷의 Routing Table을 수신
• 더 많은 리소스가 필요하지만, 최적의 라우팅 결정이 가능