Border Gateway Protocol - Définition
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Utilisation
BGP est principalement utilisé entre les opérateurs et fournisseurs d'accès à Internet pour l'échange de routes.
La plupart des utilisateurs finaux d'Internet n'ont qu'une seule connexion à un fournisseur d'accès à Internet. Dans ce cas, BGP est inutile car une route par défaut est suffisante. Cependant, une entreprise qui serait connectée de façon redondante à plusieurs FAI (multi-homing) pourrait obtenir un numéro de système autonome propre et établir des sessions BGP avec chacun des fournisseurs.
Outre Internet, des réseaux IP privés peuvent utiliser BGP, par exemple pour interconnecter des réseaux locaux utilisant OSPF.
AS sur 32 bits
Le standard RFC 1771 (A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4)) prévoyait le codage des numéros d'AS sur 16 bits, c'est-à-dire 64510 AS publics possibles en tenant compte du fait que les numéros 64512 à 65535 sont réservés pour des usages privés. En 2006, il restait environ 22000 AS libres et la croissance linéaire laissait présager un épuisement complet des AS disponibles entre 2010 et 2013. La RFC 4893 a défini des AS codés sur 32 bits, représentés par la notation x.y (où x et y sont des entiers compris entre 0 et 65535), les AS 1.x et 65535.65535 étant réservés, ce qui porte le nombre d'AS disponibles à plus de quatre milliards. Pour permettre la traversée des groupes de routeurs qui ne gèrent pas ces nouveaux AS, le nouvel attribut OT AS4_PATH est employé.
L'assignation des AS sur 32 bits a débuté en 2007, et depuis 2009, le RIPE NCC distribue des AS 32 bits à la demande.
Looking glass
Il existe un certain nombre de routeurs sur Internet qui permettent la consultation de la table de routage globale via une interface web. Voici un exemple de consultation :
> show ip bgp 91.198.174.2 BGP routing table entry for 91.198.174.0/24, version 151383419 Paths: (2 available, best #1, table Default-IP-Routing-Table) Advertised to non peer-group peers: 82.115.128.225 TDC [3292] WIKIMEDIA-EU [43821] 82.115.128.18 from 82.115.128.18 (62.95.30.10) Origin IGP, localpref 100, valid, external, best Community: 215745616 215746418 IPO-EU [12552] PORT80-GLOBALTRANSIT [16150] WIKIMEDIA-EU [43821] 82.115.128.26 from 82.115.128.26 (62.109.44.1) Origin IGP, localpref 100, valid, external
Dans cet exemple, l'adresse IP 91.198.174.2 fait partie du préfixe le plus spécifique 91.198.174.0/24. Deux routes sont disponibles, la première a traversé deux AS (43821, son AS d'origine, puis 3292) et la seconde trois (43821, 16150 et 12552), le Local Pref étant égal, la première route, plus courte en termes de nombre d'AS traversés, est préférée.
Les noms associés aux AS sont ajoutés par l'interface en consultant une base de données de routage publique.
Problèmes
Instabilités et damping
BGP est sensible à l'oscillation rapide des routes, les annonces des routes inaccessibles devant être propagées à tous les voisins BGP, obligeant ceux-ci à recalculer leur table de routage. L'effet cumulé de ces annonces peut causer une surcharge et nuire à la stabilité du routage sur un réseau tel qu'Internet. Une route oscillante peut être causée par un lien ou une interface défectueuse (mauvaise configuration, panne) ou un routeur qui redémarre.
Une fonctionnalité nommée damping (ou parfois dampening, RFC 2349 BGP Route Flap Damping; damping signifie amortissement en anglais) vise à réduire les effets de l'oscillation de routes. À chaque oscillation d'une route, le damping va accroître une pénalité numérique associée à cette route. Cette pénalité va décroître exponentiellement avec le temps. Quand la pénalité dépasse un seuil prédéfini, la route sera marquée comme inaccessible et les mises à jour à son sujet ignorées, et ce jusqu'à ce qu'un seuil inférieur pour la pénalité soit atteint.
Le document RIPE-229 définit des paramètres recommandés pour le damping. Cependant, à la lumière de l'expérience avec cette configuration, la recommandation du groupe de travail routage du RIPE est arrivée à la conclusion que le damping n'était plus recommandé et que le document RIPE-229 devait être considéré comme obsolète.
Vol d'adresse IP
Si un routeur annonce un préfixe pour lequel il n'assure pas réellement le transit, ce dernier peut devenir inaccessible depuis tout ou une partie d'Internet. L'effet sera encore plus prononcé si les préfixes annoncés sont plus spécifiques (c'est-à-dire si le masque réseau est plus long) que les préfixes légitimes, car les routes plus spécifiques sont toujours préférées.
Pour se prémunir de ce problème, les fournisseurs limitent les préfixes qu'ils acceptent de leurs voisins. Ces filtres sont alors mis à jour manuellement si le voisin vient à annoncer de nouvelles routes. Vu la complexité de la gestion de ces listes de filtrage, il est plus rare que les grands opérateurs filtrent les préfixes entre eux. Certains outils permettent cependant de bâtir ces filtres automatiquement en fonction du contenu de bases de données de routage (comme celle du RIPE). D'autres approches sont S-BGP et soBGP.
En février 2008, le site YouTube a été inaccessible depuis n'importe quel point de la planète pendant environ 2 heures. Le gouvernement pakistanais avait annoncé ce jour là un blocage de YouTube au Pakistan, ordre qui a été exécuté par l'opérateur Pakistan Telecom.
Ainsi, Pakistan Telecom a annoncé à tous les routeurs des fournisseurs d'accès qu'il était la meilleure route à qui envoyer tout le trafic YouTube, qui a alors été coupé sur l'ensemble de la planète.
Ce type d'incident est également désigné sous les noms d'IP hijacking (détournement d'adresse IP) et de black hole (trou noir).
Croissance de la table de routage
Un des problèmes auquel BGP doit faire face sur Internet est la croissance de la table de routage des routeurs de la default-free zone, c'est-à-dire ceux qui disposent d'une table de routage complète et n'utilisent pas de route par défaut. Avec le temps, les routeurs plus anciens n'ont plus les ressources mémoire ou CPU nécessaires au maintien d'une table complète. D'autre part, la taille de la table nuit à la vitesse de convergence, le CPU étant particulièrement sollicité lors de changements importants (établissement de nouvelles connexions ou changements importants de topologie).
Jusqu'à 2001, la croissance a été exponentielle, menaçant le fonctionnement d'Internet. À cette date, des efforts ont été entrepris pour réduire les préfixes en les agrégeant. Ceci a permis une croissance linéaire pendant plusieurs années. Cependant la croissance exponentielle a repris à partir de 2004 environ sous la pression du nombre croissant de réseaux finaux qui disposent de plusieurs connexions redondantes.
En 2010, le nombre de préfixes diffusés sur Internet est d'environ 330 000.
Équilibrage de la charge et asymétrie
BGP ne dispose pas d'un système d'équilibrage de la charge entre plusieurs liens et ne tient pas compte de la congestion éventuelle des liens : si un AS est connecté à plusieurs fournisseurs de transit vers Internet, il se peut que certains soient congestionnés tandis que d'autres sont peu utilisés. De façon générale, les AS prennent des décisions de routage de façon indépendante, un AS a donc peu d'influence sur les décisions prises par un autre AS et ne dispose pas de contrôle fin de l'équilibrage du trafic entrant.
Diverses techniques existent cependant pour tenter de rééquilibrer la charge entre ces liens :
- l'annonce de préfixes plus spécifiques différents ;
- l'allongement artificiel des longueurs de chemin ;
- l'utilisation de communautés ;
- l'utilisation de MED.
Pour les mêmes raisons, le trafic peut être asymétrique, ce qui est fréquent entre les grands opérateurs qui suivent la politique dite de la patate chaude (en), qui consiste à router un paquet destiné à un réseau externe vers l'interconnexion la plus proche, évitant ainsi la traversée de sa propre dorsale.
Incident du 27 août 2010
Le 27 août 2010, un attribut BGP expérimental utilisé dans un projet de recherche entre le RIPE NCC et l'université Duke a été propagé sur Internet et révélé un bug dans l'impémentation BGP de certains constructeurs. Ceci a provoqué l'instabilité de plusieurs milliers de préfixes sur Internet.
