Das Internet ist ein riesiges, komplexes Netzwerk von Netzwerken. Damit Datenpakete ihren Weg vom Ursprung zum Ziel finden, braucht es ein ausgeklügeltes System der Wegfindung. Hier kommt das Border Gateway Protocol (BGP) ins Spiel, und im Herzen von BGP befinden sich die BGP Sessions. Aber was genau ist eine BGP Session, und wie funktioniert sie? Dieser Artikel taucht tief in die Welt der BGP Sessions ein und erklärt die Konzepte auf verständliche Weise.
Was ist das Border Gateway Protocol (BGP)?
Bevor wir uns mit BGP Sessions befassen, ist es wichtig, das Border Gateway Protocol (BGP) selbst zu verstehen. BGP ist ein standardisiertes externes Gateway-Protokoll, das verwendet wird, um Routing-Informationen zwischen autonomen Systemen (AS) im Internet auszutauschen. Ein autonomes System (AS) ist ein Netzwerk oder eine Gruppe von Netzwerken unter einer gemeinsamen technischen Verwaltung, die eine gemeinsame Routing-Politik verwenden.
Stellen Sie sich das Internet als eine Reihe von Städten (AS) vor, die durch Straßen (Netzwerkverbindungen) miteinander verbunden sind. BGP fungiert als das Straßennetzwerk, das die effizientesten Routen zwischen diesen Städten kartiert. Im Gegensatz zu internen Routing-Protokollen wie OSPF oder RIP, die innerhalb eines einzelnen AS arbeiten, ermöglicht BGP die Kommunikation zwischen verschiedenen AS.
BGP ist ein Pfadvektorprotokoll. Das bedeutet, dass es nicht nur die Metrik (z.B. die Anzahl der Hops) zu einem Ziel verfolgt, sondern auch die Liste der AS, die ein Paket passieren muss, um das Ziel zu erreichen. Diese Pfadinformationen sind entscheidend für die Auswahl der besten Route und das Vermeiden von Routing-Schleifen.
Was ist eine BGP Session?
Eine BGP Session ist eine TCP-Verbindung zwischen zwei BGP-fähigen Routern (auch Peers oder Nachbarn genannt), die es ihnen ermöglicht, Routing-Informationen auszutauschen. Vereinfacht gesagt, ist es ein Gespräch zwischen zwei Routern, bei dem sie sich darüber austauschen, welche Netzwerkpräfixe sie kennen und wie man sie erreichen kann.
Diese Sessions sind der Mechanismus, durch den BGP die Routing-Tabelle des Internets verteilt. Jeder Router „spricht” mit seinen Nachbarn und lernt von ihnen über die Netzwerkrouten, die sie anbieten. Diese Informationen werden dann im Routing-Prozess verwendet, um Entscheidungen darüber zu treffen, wohin Datenpakete gesendet werden sollen.
Die Funktionsweise einer BGP Session
Eine BGP Session durchläuft typischerweise mehrere Phasen:
- TCP-Verbindung: Eine BGP Session beginnt mit dem Aufbau einer TCP-Verbindung zwischen den beiden BGP-fähigen Routern. BGP verwendet standardmäßig Port 179.
- Open-Nachricht: Sobald die TCP-Verbindung hergestellt ist, senden die Router eine „Open”-Nachricht, um ihre BGP-Version, ihre AS-Nummer und andere Parameter wie die Hold Time auszutauschen. Die AS-Nummer identifiziert das autonome System, zu dem der Router gehört. Die Hold Time gibt an, wie lange ein Router auf eine Antwort von seinem Peer wartet, bevor er die Session als inaktiv betrachtet.
- Keepalive-Nachrichten: Nach dem Austausch von Open-Nachrichten senden die Router periodisch „Keepalive”-Nachrichten, um die Verbindung aufrechtzuerhalten. Diese Nachrichten zeigen an, dass der Router noch aktiv ist und Nachrichten senden kann.
- Update-Nachrichten: Dies sind die wichtigsten Nachrichten in einer BGP Session. Sie enthalten Routing-Informationen, einschließlich der Netzwerkpräfixe, die der Router ankündigen kann, und der Attribute, die diesen Präfixen zugeordnet sind. Diese Attribute, auch BGP-Attribute genannt, liefern zusätzliche Informationen über die Route, wie z. B. den AS-Pfad, die Next Hop IP-Adresse und die Community-Attribute. Update-Nachrichten können auch Routen zurückziehen, was bedeutet, dass der Router nicht mehr in der Lage ist, ein bestimmtes Netzwerk zu erreichen.
- Notification-Nachrichten: Wenn ein Fehler auftritt, sendet ein Router eine „Notification”-Nachricht, um den Fehler zu melden und die BGP Session zu beenden.
BGP Attribute: Die Sprache der Routen
BGP-Attribute sind entscheidend für die Auswahl der besten Route zu einem Ziel. Sie liefern zusätzliche Informationen über die Route, die über die bloße Netzwerkadresse hinausgehen. Einige der wichtigsten BGP-Attribute sind:
- AS-Pfad: Dies ist eine geordnete Liste der AS, die ein Paket passieren muss, um das Ziel zu erreichen. Router verwenden den AS-Pfad, um Routing-Schleifen zu vermeiden und die bevorzugte Route basierend auf der Anzahl der AS-Hops auszuwählen (kürzere Pfade sind in der Regel besser).
- Next Hop: Dies ist die IP-Adresse des nächsten Routers im Pfad zum Ziel.
- Origin: Dies gibt an, wie die Route im BGP angekündigt wurde (z. B. intern innerhalb eines AS oder durch ein anderes Routing-Protokoll).
- Local Preference: Dies ist ein Attribut, das innerhalb eines AS verwendet wird, um die bevorzugte Exit-Route für den ausgehenden Datenverkehr auszuwählen.
- Multi Exit Discriminator (MED): Dies ist ein Attribut, das verwendet wird, um zwischen mehreren Eintrittspunkten in ein AS zu wählen.
- Community: Dies ist ein Attribut, das zum Markieren und Gruppieren von Routen verwendet wird, sodass Routing-Richtlinien basierend auf diesen Gruppen angewendet werden können.
Arten von BGP Sessions
Es gibt hauptsächlich zwei Arten von BGP Sessions:
- eBGP (External BGP): Wird zwischen Routern in verschiedenen autonomen Systemen (AS) verwendet. Es ist das, was das Internet zusammenhält, da es die Weitergabe von Routing-Informationen zwischen verschiedenen Netzwerkadministratoren ermöglicht.
- iBGP (Internal BGP): Wird zwischen Routern innerhalb desselben autonomen Systems (AS) verwendet. Es wird verwendet, um Routing-Informationen innerhalb des AS zu verteilen, die durch eBGP gelernt wurden. Um Konsistenz zu gewährleisten, benötigen iBGP-Sitzungen in einem AS in der Regel eine vollständige Mesh-Topologie oder verwenden Route Reflektoren.
Bedeutung von BGP Sessions für das Internet
BGP Sessions sind das Fundament des Internets. Sie ermöglichen es verschiedenen Netzwerken, miteinander zu kommunizieren und den besten Weg zu finden, Datenpakete zu ihrem Ziel zu leiten. Ohne BGP und die dazugehörigen BGP Sessions wäre das Internet, wie wir es kennen, nicht möglich.
Die Stabilität und Effizienz von BGP Sessions sind von entscheidender Bedeutung für die Leistung des Internets. Fehlkonfigurationen oder Ausfälle von BGP Sessions können zu Routing-Problemen, Ausfällen und sogar zu weitreichenden Auswirkungen auf die Konnektivität führen.
Fazit
BGP Sessions sind ein komplexes, aber entscheidendes Element der Internetinfrastruktur. Sie ermöglichen es Routern, Routing-Informationen auszutauschen und den optimalen Pfad für Datenpakete zu bestimmen. Das Verständnis der Funktionsweise von BGP Sessions ist der Schlüssel zum Verständnis des Internets und seiner Funktionsweise.
Durch das Verständnis der verschiedenen Nachrichten, Attribute und Arten von BGP Sessions können Netzwerkadministratoren ihre Netzwerke besser verwalten und Probleme beheben, die sich auf die Konnektivität auswirken können. BGP ist und bleibt ein entscheidendes Protokoll für das Funktionieren des modernen Internets.