Tài liệu BGPv4 pptx

Giao Thức Cổng Biên (BGP) Sinh Viên: Nguyễn Tiến Minh
Mục Lục
I. Giới thiệu chung..................................................................................................................2
II. Cấu Trúc ............................................................................................................................3
1. Thuật ngữ BGP (BGP Terminology) .........................................................................3
2. Định nghĩa...................................................................................................................3
3. Hoạt động của BGP (BGP Operation) .......................................................................4
4. Định dạng của gói tin BGP...........................................................................................5
III. Chọn Tuyến Đường........................................................................................................10
1. Cơ sở thông tin định tuyến RIB (Routing Information Bases) .................................11
2. Quá trình quyết định (Decision Process) ..................................................................12
3. Lọc tuyến (Route Filtering) .......................................................................................12
IV. Phát Triển Và Cải Thiện BGP........................................................................................13
1. Thiết kề và cấu hình 1 mạng iBGP cân bằng:............................................................13
2. Quyết định tuyến đường BGP bằng cách cải thiện các thuộc tính...........................15
V. Kết Luận...........................................................................................................................17
1. Không nên dùng BGP:................................................................................................17
2. Một số trường hợp cần phải thực hiện BGP .............................................................18
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Giáo Viên: Hoàng Trọng Minh
1
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Sinh Viên: Nguyễn Tiến Minh
I. Giới thiệu chung
BGPv4 (Border Gateway Protocol verion 4) là một giao thức định tuyến
thông minh được sử dụng trên mạng Internet hoặc trên các mạng của các tổ chức
đa quốc gia. Mục đích chính của giao thức này là kết nối rất nhiều mạng lớn hoặc
các mạng riêng lẻ với nhau một cách tự động, giúp phân tải đường truyền, kết nối
đa hướng và tối ưu hóa đường đi trên mạng.
Hiện nay, giao thức BGPv4 được coi là giao thức chuẩn, cốt lõi chạy trong
các hệ thống định tuyến dữ liệu trên toàn bộ mạng Internet. Cũng giống như các
nhà cung cấp dịch vụ đường truyền trên thế giới, các nhà cung cấp dịch vụ Internet
(IXP) tại Việt Nam như VDC hay FPT cũng phải kết nối cùng một lúc đến rất

nhiều các nhà cung cấp dịch vụ đường truyền Internet ở các nước khác nhau. Trên
các hệ thống định tuyến ngoại biên (border gateway router) đi các hướng kết nối,
các IXP phải sử dụng giao thức BGPv4 để kết nối với các hệ thống định tuyến
khác. Điều này giúp đảm bảo tối đa việc kết nối đa hướng, đồng thời chia sẻ băng
thông, phân tải trong các trường hợp một hoặc nhiều đường truyền bị ngắt hoặc tắc
nghẽn. Để có thể sử dụng được giao thức BGP, các doanh nghiệp phải đăng ký với
Trung tâm Internet Quốc gia (VNNIC) hai thông số mạng. Thứ nhất là số hiệu
mạng riêng, hay còn được gọi là ASN. Số hiệu mạng này là duy nhất và giúp cho
một mạng phân biệt với các mạng trên Internet. Thông số thứ hai là các giải IP thật
dùng riêng. Các giải địa chỉ IP này sẽ được chia nhỏ, phân lớp và cấp phát tiếp cho
các đơn vị hoặc người dùng trong mạng. Những địa chỉ IP này là duy nhất và được
phép định tuyến trên Internet, điều này cũng giống như những số điện thoại của
doanh nghiệp, có nghĩa là khách hàng hoặc người dùng Internet từ bất kỳ đâu trên
thế giới đều có thể truy cập được đến máy chủ của doanh nghiệp được gán địa chỉ
IP này. Sau đó, một gói tin khi đi ra hoặc vào mạng sẽ được tính toán để chọn
hướng đi tốt nhất để đến đích, các yếu tố thời gian, độ tin cậy... sẽ được tự động
tính toán.
Trong trường hợp một đường truyền bị ngắt, giao thức BGPv4 sẽ tự động
chuyển sang hướng kết nối còn lại, điều này cho phép người dùng Internet có thể
truy cập vào hoặc ra một cách tự động và trong suốt, đồng thời hệ thống sẽ tự cập
nhật trở lại khi kết nối kia được khôi phục.
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Giáo Viên: Hoàng Trọng Minh
2
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Sinh Viên: Nguyễn Tiến Minh
II. Cấu Trúc
1. Thuật ngữ BGP (BGP Terminology)
 BGP-speaker: bất cứ thiết bị nào mà chạy quy trình định tuyến BGP
đều được coi là một BGP-speaker .
 eBGP (External Border Gateway Protocol): giao thức định tuyến được
sử dụng để trao đổi thông tin định tuyến giữa các BGP lân cận của các hệ thống tự

trị khác nhau.
 TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức điều khiển chuyển đổi.
 iBGP (Internal Border Gateway Protocol): giao thức định tuyến sử dụng
để trao đổi thông tin định tuyến giữa các BGP lân cận của cùng chung một hệ
thống tự trị.
 Inter-AS routing: định tuyến xảy ra giữa các hệ thống tự trị khác nhau.
 Intra-AS routing: định tuyến xảy ra trong cùng một hệ thống tự trị.
2. Định nghĩa
Giao thức cổng biên là một giao thức định tuyến miền ngoài, thực hiện việc
định tuyến giữa các hệ thống tự trị AS (Autonomous System). Giao thức này dựa
vào phương pháp định tuyến có tên là định tuyến véctơ đường đi.
Trước khi xem xét về định tuyến véctơ đường đi thì ta xem xét xem tại sao
hai phương thức định tuyến véctơ khoảng cách và trạng thái liên kết lại không
thích hợp cho định tuyến giữa các hệ thống tự trị. Véctơ khoảng cách không thích
hợp vì tuyến được chọn luôn là tuyến có số bước nhảy nhỏ nhất. Trong khi đó, có
nhiều trường hợp người quản trị không muốn cho gói đi qua một mạng không an
toàn mặc dù tuyến này là tuyến có số bước nhảy nhỏ nhất.
Nghĩa là các router chỉ thông báo số bước nhảy để tới đích chứ không định
nghĩa đường đi cụ thể dẫn tới đích. Định tuyến trạng thái liên kết cũng không phù
hợp cho định tuyến giữa các AS vì một liên mạng là quá lớn cho loại giao thức
định tuyến này.
Để sử dụng định tuyến trạng thái liên kết cho toàn bộ liên mạng yêu cầu mỗi
router phải lưu trữ một cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết khổng lồ. Cũng mất rất
nhiều thời gian để tính toán bảng định tuyến sử dụng giải thuật Dijkstra.
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Giáo Viên: Hoàng Trọng Minh
3
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Sinh Viên: Nguyễn Tiến Minh
Định tuyến véctơ đường đi khác với cả định tuyến véctơ khoảng cách và định
tuyến trạng thái liên kết. Mỗi mục trong bảng định tuyến chứa địa chỉ mạng đích,
bộ tuyến kế tiếp và đường đi đến đích. Đường đi ở đây được thể hiện dưới dạng

một danh sách các hệ thống tự trị mà gói phải đi qua để tới đích.
3. Hoạt động của BGP (BGP Operation)
BGP cho phép truyền thông thông tin định tuyến giữa các hệ thống tự trị
khác nhau trải khắp thế giới, cho biết rất nhiều hệ thống tự trị và sử dụng BGP để
chia sẻ thông tin đinh tuyến giữa các hệ thống tự trị khác nhau. Chúng sử dụng 2
dạng BGP để thực hiện điều đó:
 External BGP (eBGP): kết nối vùng biên của các hệ thống tự trị.
 Internal BGP (iBGP): kết nối các BGP-speaker trong cùng một hệ thống
tự trị.
Hình II.1: Phân biệt iBGP và eBGp.
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Giáo Viên: Hoàng Trọng Minh
4
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Sinh Viên: Nguyễn Tiến Minh
• Tất cả cách thức BGP-speaker cùng trong một chính sách sẽ sử dụng
iBGP để liên lạc với một BGP-speaker khác. Và đối với các BGP-speaker trong
cùng chính sách sẽ phải thiết lập lân cận với các BGP-speaker khác. Điều đó có
nghĩa là chúng ta phải cấu hình mạng đầy đủ cho iBGP để hoạt động đúng cách.
Hay nói cách khác tất cả các thiết bị phải thiết lập kết nối TCP với thiết bị khác.
• eBGP được sử dụng giữa BGP-speaker của các hệ thống tự trị khác
nhau. Giống như iBGP, BGP-speaker tham gia phải có kết nối tam giác giữa
chúng. Sau đó TCP sẽ được sử dụng bởi eBGP để thiết lập lân cận.
• Sau khi đã thiết lập được lân cận, BGP-speaker sẽ sử dụng thông tin
mà chúng có được từ những trao đổi để tạo một biểu đồ BGP.
• Chỉ một lần BGP-speaker thiết lập được lân cận cũng như tạo được
biểu đồ BGP, thì chúng mới bắt đầu quá trình trao đổi thông tin định tuyến. Lúc
khởi tạo BGP-speaker sẽ trao đổi toàn bộ bảng định tuyến BGP của nó. Sau đó
chúng sẽ trao đổi thông tin cập nhật từng phần giữa các lân cận với nhau và trao
đổi bản tin còn tồn tại để duy trì kết nối.
4. Định dạng của gói tin BGP
Giao thức BGP sử dụng 4 loại gói khác nhau bao gồm: Mở (Open), Cập nhật

(Update), Còn tồn tại (Keep Alive) và Thông báo (Notification). Tất cả các gói
BGP đều có chung phần tiêu đề giống nhau. Định dạng của tiêu đề gói tin BGP
như sau:
Vạch dấu (Masker)
Chiều dài (Length)
Loại (Type)
Bảng II.1: Định dạng gói tin BGP.
 Các trường chức năng trong tiêu đề gói BGP:
• Vạch dấu: trường này có chiều dài 16 byte. Trường dấu được sử
dụng để xác định sự mất đồng bộ giữa một tập BGP lân cận và chứng thực các bản
tin BGP đến (incoming BGP message). Giá trị của trường này phụ thuộc vào loại
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Giáo Viên: Hoàng Trọng Minh
5
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Sinh Viên: Nguyễn Tiến Minh
bản tin. Nếu là một bản tin mở nó sẽ không chứa thông tin chứng thực và trường
vạch dấu có giá trị là toàn bit 1.
• Chiều dài: trường này có độ dài là 2 byte. Trường chiều dài cho biết
độ dài của toàn bộ bản tin bao gồm cả phần tiêu đề. Giá trị của nó biến đổi từ 19
cho đến 4096 octet.
• Loại: Trường 1 byte này được định nghĩa loại của gói. Như đã nói ở
trên thì gói BGP có 4 loại và giá trị của chúng được đánh số từ 1 đến 4.
a. Gói mở (OPEN Message)
Để tạo mối quan hệ lân cận, bộ định tuyến chạy giao thức BGP mở một kết
nối TCP với lân cận và gửi một gói mở. Nếu lân cận chấp nhận quan hệ lân cận, nó
trả lời bằng gói còn tồn tại, nghĩa là mối quan hệ lân cận đã được thiết lập giữa hai
bộ định tuyến .
Gói mở có định dạng như sau:
Tiêu đề BGP (BGP header)
Phiên bản (Version)
Hệ thống tự trị (Autonomous System)

Thời gian đợi (Hold Time)
Số hiệu nhận dạng BGP (BGP Identifier)
Chiều dài tham số tùy chọn (Optional Parameters Length)
Tham số tùy chọn (Optional Parameters)
Loại thông số (Parameter Type)
Chiều dài thông số (Parameter Length)
Biến thông số (Parameter Value)
Bảng II.2: Định dạng gói mở.
• Phiên bản: Trường này có chiều dài 1 byte và được sử dụng để xác
định phiên bản của các BGP-speaker từ kết quả của quá trình thăm dò với các nút
lân cận. Cụ thể quá trình này như sau: BGP-speaker sẽ thử thăm dò với giá trị số
phiên bản cao nhất mà cả 2 cùng hỗ trợ. Nếu giá trị số phiên bản được xác định
trong trường phiên bản mà BGP-speaker khác không hỗ trợ, một bản tin lỗi sẽ
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Giáo Viên: Hoàng Trọng Minh
6
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Sinh Viên: Nguyễn Tiến Minh
được gửi về cho nơi gửi và phiên kết nối TCP sẽ bị ngắt. Quá trình trên sẽ tiếp tục
cho đến khi có một giá trị số phiên bản chung được thiết lập.
• Hệ thống tự trị: Trường này có độ dài 2 byte và nó chứa đựng số hệ
thống tự trị của BGP-speaker gửi. Trường này sẽ thông báo cho BGP-speaker nhận
biết được giá trị của số hệ thống tự trị lân cận của nó. Và giá trị đó cũng được sử
dụng để tạo nên biểu đồ BGP của BGP-speaker.
• Thời gian đợi: Trường này có độ dài 2 byte. Nó thông báo cho BGP-
speaker nhận giá trị đề nghị đợi của BGP-speaker gửi. Sau khi BGP-speaker nhận
được giá trị thời gian đợi từ nút lân cận nó sẽ tính toán và đưa ra giá trị thời gian
đợi trong trường thời gian đợi. Nó sẽ xác định thời gian tối đa mà nơi nhận phải
đợi một thông điệp từ nơi gửi (gói tồn tại hay gói cập nhật). Mỗi lần một bản tin
được nhận giá trị thời gian đợi được khởi tạo về 0.
• Số hiệu nhân dạng BGP: Trường này có độ dài 4 byte và chứa đựng
giá trị số hiệu BGP của BGP-speaker gửi. số hiệu BGP xác định duy nhất một

BGP-speaker. Số hiệu BGP chính là địa chỉ IP cao nhất của loopback. Nếu
loopback không được cấu hình thì nó chính là địa chỉ IP cao nhất của bất kỳ giao
diện nào của bộ định tuyến . Giá trị này được xác định chỉ một lần và giá trị này
không thay đổi trừ phi khởi động lại quy trình BGP.
• Tham số tùy chọn: Trường này có độ dài biến đổi và chứa đựng một
danh sách các tham số tuỳ chọn (optional parameters) mà chúng sẽ được sử dụng
trong quá trình thăm dò với nút lân cận.
• Chiều dài tham số tùy chọn: Trường này có độ dài 1 byte và nó thể
hiện tổng độ dài của trường tham số tùy chọn. Nếu giá trị trường này là 0 cho biết
tham số tùy chọn không được thiết lập.
• Loai thông số: Trường này có độ dài 1 byte và nhận ra từng thông số
riêng lẻ.
• Chiều dài thông số: có độ dài 1 byte và chứa đựng độ dài của trường
biến thông số.
• Biến thông số: Trường này có độ dài thay đổi và giải thích dựa trên
giá trị của trường loại thông số.
Giao Thức Cổng Biên (BGP) Giáo Viên: Hoàng Trọng Minh
7