[컴퓨터네트워크] routing among the ISPs : BGP

 Inter-AS routing

데이터그램의 목적지가 AS1의 외부로 향하는 데이터그램이라면 1a 라우터는 이것을 AS2로 보내야 합니다. 여기서 어느 as 라우터로 보네내야 할 때

 

1. AS2로 도착가능한 것이 어느것인지, AS3로 도달가능한 목적지가 어디인지 학습
2. AS1에서 모든 라우터들에게 도달 가능성에 대한 정보를 알려줘야함 

Inter AS routing의 예

• AS1이 AS3를 통해 목적지에 도달 가능하다는 것을 알았으면 : 기본적으로 inter-AS protocol은 모든 internal routers들에게 도달가능성을 전파시켜야합니다. 
• 1d 라우터가 데이터그램을 받았을 때 목적지가 x라면 1d 라우터는 1c라우터로 데이터그램을 전송하면 AS3를 통해서 목적지 X에 도착이 가능합니다. 

어느 인터페이스로 보낼지 결정해야 하며 이것은 AS내에서 최소경로비용을 찾아서 그것에 해당하는 인터페이스로 데이터그램을 전송하면 됩니다. 1d는 포워딩 테이블로 interface I로 포워딩 테이블을 작성을 하면 될 것입니다.

 

경로의 예시

• 1d가 패킷을 받았을 때 AS2로도 갈 수 있고 AS3로도 갈 수 있기에 inter-AS routing protocol이 결정을  해주어야 합니다.

이거세 대한 결정은 기본적으로 Hot potato routing으로 결정을 할 수 있습니다. 두개의 데이터 라우터에서 가장 가까운 쪽으로 패킷을 보내면 됩니다. 

 

다중 경로가 있을 때 해당 라우터 입장에서 가장 가까운 쪽으로 전송하면 된다는 것입니다. 

 

인터넷에서는 Inter-AS routing : BGP

BGP(Border Gateway Protocol)

de facto standard 의미는 표준이라는 것이 국제적의 표준으로 재정된 것은 아니지만 산업체에서 많이 사용되기에 표준처럼 여겨지는 것입니다. 

 

BGP 각각의 AS에게 두가지 Connection 제공

• eBGP : 인접한 이웃 AS로부터 도달가능성 정보를 획득하기 위함
• iBGP : 모든 AS내부의 라우터에게 도달가능성에 대한 정보를 전파시키기 위함
• 도달가능성 정보 기반에서 policy 정책 고려 

BGP에서 보면 모든 Subnet이 인터넷상에 advertise 한다 즉 자신의 존재를 다른 AS들에게 알려주는 그러한 의미는 일종의 약속 의미가 됩니다.  " I am here" 

eBGP, iBGP connections

 

BGP의 기본적 원리

게이트웨이의 쌍은 라우팅에 관련된 정보를 교환하기 위해 semi-permanent TCP connection을 가집니다 BGP sessions

 

BGP 세션은 물리적인 링크를 의미하진 않습니다. 각각의 라우터들은 목적지 네트워크에 대한 prefix를 경로로 advertisement 즉 다른 게이트웨이 라우터들에게 광고를 하게 됩니다.

 

목적지 X가 있다면 X의 prefix를 위와 같은 형태로 

advertisement 시킨다는 것은 promise 즉 약속이라고 의미를 해석하시면 됩니다. 즉 AS3가 X로 향하는 데이터그램을 포워딩시켜줄 것이다라고 약속하는 것입니다. 

 

AS3를 통해서 목적지 X를 통해서 가능하다는 것은 advertise시키고 나서 데이터그램을 포워딩 시켜주지 않으면 인터넷이 제대로 동작하지 않기에 advertisement를 보낸다라는 것은 그것에 대해서 책임지도 포워딩을 하겠다는 약속의 의미를 가지고 있습니다. 

 

도달가능성 확산시키는 과정

3a와 1c간의 eBGP session이 있고 AS3가 AS1에서 prefix에 대한 도달가능성 정보를 알려주게 됩니다.

 

이 1c 데이터 라우터들은 내부 정보들을 전파지켜주고 1b가 새로운 도달가능성을 알았으면 다른 as 게이트웨이 라우터 2a에게 advertise 시키게 됩니다. 계속 라우팅에 대한 정보가 다른 as들로 전달이 되어져 가게 됩니다.

 

• prefix + attributes = "route"

2가지 attribute 

• AS-PATH : prefix에 대한 advert 메시지가 통과한 리스트를 포함한 것 as67 as17 (as67통과 as17통과)
• NEXT-HOP : Next hop의 내부 as router를 명시해놓은 것입니다. 여러가지 경로가 있을 때 실제 어떤 내부 AS 라우터로 전달할지 특정하도록 명시해놓은 것

Policy-based routing

• 어떤 gateway router는 해당 경로를 받아들일지 거부할지에 대한 Policy 정의
• AS policy는 실제 다른 이웃 AS에게 어떤 경로를 advertise 시킬지 말지 결정하는데 있어서 policy 결정

BGP path advertisement

• 경로 수신: eBGP로 다른 AS에서 경로 정보를 수신.
• 정책 적용: AS 내부 정책에 따라 경로를 수용할지 거부할지 결정.
• 내부 전파: iBGP를 통해 AS 내부의 모든 라우터에 도달 가능성을 알림.
• 외부 전파: eBGP를 통해 다른 AS로 도달 가능성을 Advertise.

 

포워딩테이블 구성되는 과정

Intra, Inter 둘 다로 의해 구성됨

 

앞의 예에서 살펴봤듯이 gate 라우터 1c

 

Hot Potato Routing

가장 최소 비용의 Gateway쪽으로 가는 것입니다. 돌아가는 것이나 게이트웨이를 많이 지나는 것은 신경쓰지 않고 가장 가까운 게이트웨이 쪽으로 전달하면 됩니다.

 

라우터는 반드시 라우터 기반 우선순위

1. policy decision
2. 가장 작은 AS-PATH
3. Closest NEXT-HOP router : hot potato routing
4. 추가적인 criteria

BGP messages

BGP 메시지는 tcp를 사용하여 교환됩니다.

 

BGP 메시지

• open 메세지 : peer와 TCP connection을 열고 전송자를 인증
• UPDATE : 새로운 경로를 advertises (또는 이전의 알려진 경로를 제거)
• keep alive : update를 보내지 않지만 connection이 유지되고 있음을 알림 또한 open 메시지의 ACKs로 사용
• Notification 이전 메세지에서 에러를 보고 

BGP routing policy

• A,B,C 는 provieder networks
• X,W,Y 는 가입 고객
• X는 dual-homed : attached to two networks

x네트워크 관리자 입장에서 요렇게 전달되는 경우를 알려줘야 되는지의 여부 즉 B를 통해서 x c로 가는 것이 있다라는 것을 advertise 시켜야하느냐

 

x network의 경우 외부에 알려줄 필요는 없습니다. 경로에 대한 라우팅을 굳이 책임지고 해줄 필요가 없기에 x는 B로부터 C로의 경로를 advertise 시키지 않아도 됩니다. 이것이 x에서의 하나의 정책이 됩니다. 

 

Intra-and Inter-AS routing different

정책

• Inter-AS: 관리자는 자신의 트래픽이 어떻게 라우트되고, 누가 자신의 네트워크를 통해 라우트되는지 제어하기를 원함
• Intra-AS : 하나의 관리자, 따라서 정책 결정은 중요하지 않음 

확장성

• 계층적 라우팅은 테이블 크기를 줄이고, update 트래픽을 줄임

성능

• Intra-AS : 성능에 초점을 맞춤
• Inter-AS : 정책이 성능보다 우선함