Stell dir das Internet als ein riesiges Netzwerk von Straßen vor, die alle miteinander verbunden sind. Damit Datenpakete von einem Ort zum anderen gelangen, brauchen sie eine Art Navigationssystem. Genau hier kommt das Border Gateway Protocol (BGP) ins Spiel. BGP ist im Wesentlichen das Routing-Protokoll, das das Internet am Laufen hält, indem es den effizientesten Pfad für Daten zwischen verschiedenen Netzwerken bestimmt. Aber was genau bedeutet das und wie funktioniert es?
Was ist BGP und warum ist es wichtig?
BGP ist ein standardisiertes, dynamisches Routing-Protokoll, das verwendet wird, um Routing-Entscheidungen im Internet zu treffen. Es ist ein sogenanntes „Path Vector”-Protokoll, was bedeutet, dass es nicht nur die Kosten für die Weiterleitung von Daten betrachtet, sondern auch die Liste der autonomen Systeme (AS), durch die ein Datenpaket reisen muss. Ein AS ist ein Netzwerk oder eine Gruppe von Netzwerken, die unter einer einzigen technischen Verwaltung betrieben werden, z. B. ein Internetdienstanbieter (ISP), ein großes Unternehmen oder eine Universität.
Die Bedeutung von BGP kann kaum überschätzt werden. Ohne BGP wüsste das Internet nicht, wie es Datenpakete zwischen verschiedenen AS weiterleiten soll. Das würde zu Staus, Ausfällen und einem generell unzuverlässigen Internet führen. Stell dir vor, du versuchst, ein Paket von New York nach Los Angeles zu schicken, aber es gibt keine Straßenkarten oder Wegweiser. Das Paket würde einfach ziellos umherirren. BGP sorgt dafür, dass die Datenpakete den richtigen Weg finden, um ihr Ziel so schnell und effizient wie möglich zu erreichen.
Wie funktioniert BGP?
BGP funktioniert, indem es Informationen über verfügbare Netzwerkpfade zwischen verschiedenen AS austauscht. Jedes AS kündigt die Netzwerkpräfixe an, die es erreichen kann, an seine benachbarten AS an. Diese Ankündigungen werden als BGP-Updates bezeichnet. Die BGP-Router in jedem AS verwenden diese Updates, um eine Routing-Tabelle zu erstellen, die die besten Pfade zu verschiedenen Netzwerken enthält.
Stell dir vor, jedes AS ist eine Stadt und die BGP-Updates sind wie Straßenschilder. Jede Stadt kündigt an, welche anderen Städte sie direkt erreichen kann. Die BGP-Router (in diesem Analogiebeispiel die Navigationssysteme in den Autos) verwenden diese Informationen, um die schnellste Route zu ihrem Ziel zu finden. Wenn eine Straße gesperrt ist (z. B. ein Netzwerkausfall), aktualisieren die BGP-Router ihre Routing-Tabellen, um einen alternativen Pfad zu finden.
Es gibt zwei Haupttypen von BGP:
- External BGP (eBGP): Wird verwendet, um Routing-Informationen zwischen verschiedenen AS auszutauschen.
- Internal BGP (iBGP): Wird verwendet, um Routing-Informationen innerhalb eines einzigen AS zu verteilen.
eBGP ermöglicht es verschiedenen AS, miteinander zu kommunizieren und Routing-Informationen auszutauschen, während iBGP sicherstellt, dass alle Router innerhalb eines AS die gleichen Routing-Informationen haben. Dies ist wichtig, um Inkonsistenzen und Routing-Schleifen zu vermeiden.
Wichtige BGP-Konzepte
Um BGP vollständig zu verstehen, ist es wichtig, einige Schlüsselkonzepte zu kennen:
- Autonomes System (AS): Wie bereits erwähnt, ist ein AS ein Netzwerk oder eine Gruppe von Netzwerken, die unter einer einzigen technischen Verwaltung betrieben werden. Jedes AS hat eine eindeutige AS-Nummer (ASN).
- BGP-Router: Ein Router, der das BGP-Protokoll ausführt. BGP-Router tauschen Routing-Informationen mit anderen BGP-Routern aus.
- BGP-Peer: Zwei BGP-Router, die eine BGP-Session miteinander aufgebaut haben. BGP-Peers tauschen Routing-Updates miteinander aus.
- Routing-Tabelle: Eine Tabelle, die von BGP-Routern verwendet wird, um die besten Pfade zu verschiedenen Netzwerken zu speichern.
- Netzwerkpräfix: Eine IP-Adresse und eine Subnetzmaske, die ein Netzwerk identifizieren. BGP-Router kündigen die Netzwerkpräfixe an, die sie erreichen können.
- AS-Pfad: Eine Liste der AS, durch die ein Datenpaket reisen muss, um ein bestimmtes Netzwerk zu erreichen. Der AS-Pfad wird verwendet, um Routing-Schleifen zu vermeiden und den besten Pfad zu einem Ziel zu bestimmen.
BGP-Pfadauswahl
Wenn ein BGP-Router mehrere Pfade zu einem Ziel hat, muss er entscheiden, welchen Pfad er verwenden soll. BGP verwendet eine Reihe von Attributen, um den besten Pfad auszuwählen. Die wichtigsten Attribute sind:
- Weight: Ein proprietäres Cisco-Attribut, das dem Pfad eine Präferenz zuweist. Höhere Gewichte werden bevorzugt.
- Local Preference: Ein Attribut, das innerhalb eines AS verwendet wird, um die Präferenz für verschiedene Pfade festzulegen. Höhere Local Preference wird bevorzugt.
- AS-Pfadlänge: Die Anzahl der AS im AS-Pfad. Kürzere AS-Pfade werden bevorzugt.
- Origin: Gibt an, wie das Netzwerkpräfix im BGP entstanden ist. Ein niedrigerer Origin-Code wird bevorzugt.
- MED (Multi Exit Discriminator): Wird verwendet, um die Präferenz für verschiedene Pfade zwischen AS anzugeben. Niedrigere MED-Werte werden bevorzugt.
- eBGP gegenüber iBGP: Pfade, die über eBGP gelernt wurden, werden gegenüber Pfaden, die über iBGP gelernt wurden, bevorzugt.
- Nächster Hop: Der nächste Hop-Router auf dem Pfad. Bestimmte Nächster Hop-Router können bevorzugt werden.
BGP verwendet diese Attribute in einer festgelegten Reihenfolge, um den besten Pfad auszuwählen. Wenn zwei Pfade gleich sind, wird der Pfad mit der niedrigsten Router-ID des BGP-Routers gewählt.
BGP-Sicherheit
BGP ist ein komplexes Protokoll und anfällig für verschiedene Arten von Angriffen. Einige der häufigsten Sicherheitsbedrohungen für BGP sind:
- BGP-Hijacking: Ein Angreifer kündigt fälschlicherweise ein Netzwerkpräfix an, das er nicht besitzt. Dadurch kann der Angreifer den Datenverkehr zu diesem Netzwerk umleiten.
- Route Leaking: Ein AS kündigt versehentlich oder böswillig Routing-Informationen an, die es nicht weitergeben sollte.
- Denial-of-Service (DoS): Ein Angreifer überlastet einen BGP-Router mit Anfragen, wodurch er nicht mehr in der Lage ist, Routing-Informationen auszutauschen.
Um sich vor diesen Bedrohungen zu schützen, gibt es verschiedene Sicherheitsmaßnahmen, die implementiert werden können, wie z. B.:
- Route Filtering: Filtern von BGP-Updates, um ungültige oder unerwünschte Routen zu blockieren.
- Prefix Filtering: Filtern von Netzwerkpräfixen, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Präfixe angekündigt werden.
- AS-Pfad Filterung: Filtern von AS-Pfaden, um Routing-Schleifen und unerwünschte Pfade zu vermeiden.
- RPKI (Resource Public Key Infrastructure): Ein System zur Validierung von Routing-Informationen anhand kryptografischer Signaturen.
- BGPSEC (BGP Security): Eine Erweiterung von BGP, die kryptografische Signaturen verwendet, um die Authentizität von BGP-Updates zu gewährleisten.
Die Implementierung dieser Sicherheitsmaßnahmen ist entscheidend, um die Stabilität und Sicherheit des Internet-Routings zu gewährleisten.
Fazit
BGP ist ein fundamentales Routing-Protokoll, das das Internet am Laufen hält. Es ermöglicht es verschiedenen AS, miteinander zu kommunizieren und den effizientesten Pfad für Datenpakete zu finden. Obwohl BGP komplex sein kann, ist das Verständnis seiner Grundlagen entscheidend, um die Funktionsweise des Internets zu verstehen. Durch die Kenntnis der Schlüsselkonzepte, der Pfadauswahl und der Sicherheitsaspekte von BGP können wir besser verstehen, wie das Internet seine Wege findet und wie wir es sicherer und zuverlässiger machen können.