Warum wir BGP brauchen – Das Border Gateway Protocol

Warum wir BGP brauchen - Das Border Gateway Protocol

In diesem Cisco CCNA Training Tutorial erfahren Sie mehr über die Notwendigkeit von BGP (das Border Gateway Protocol). Scrollen Sie nach unten für das Video und auch Text Tutorial.

Dies ist der 1. in einer Reihe von BGP-Tutorials.

Teil 2: BGP-Routing und Pfadauswahl für Dienstanbieter

Teil 3: Konfigurieren von BGP-Nachbarn auf Cisco-Routern

Teil 4: So bewerben Sie BGP-Routen auf Cisco-Routern

Teil 5: Cisco BGP für Unternehmen

Warum wir BGP brauchen – Das Border Gateway Protocol – Video-Tutorial

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Marianne Beauregard

 Marianne Beauregard

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Marianne Beauregard

IGP- und Gateway-Protokolle in Dienstanbieternetzwerken

Dies mag offensichtlich klingen, aber Internetdienstanbieter haben nicht nur einen riesigen Router, der den Datenverkehr zwischen all ihren Kunden leitet. Sie haben viele Router, die alle ihre verschiedenen physischen Standorte verbinden. Diese Router bieten Konnektivität für den Kundenverkehr und auch für den internen Datenverkehr des Dienstanbieters zwischen seinen eigenen internen Abteilungen.

Dienstanbieter müssen daher ein IGP (Interior Gateway Protocol) für das Routing innerhalb ihrer Verwaltungsdomäne verwenden. Es wird normalerweise OSPF oder IS-IS verwendet. In großen Netzwerken werden möglicherweise sowohl OSPF als auch IS-IS in verschiedenen Teilen des Netzwerks verwendet.

Lassen Sie uns kurz zusammenfassen, wie IGPs wie OSPF und ISIS funktionieren, da wir dies später mit der Funktionsweise von BGP vergleichen werden.

Wie IGPs funktionieren

Warum wir BGP brauchen

 Warum brauchen wir BGP

Im obigen Beispiel hat der Administrator OSPF auf den Schnittstellen von Router R1 aktiviert. R1 sendet dann linklokale Multicast-Hallo-Nachrichten aus, die nach anderen OSPF-Routern suchen, mit denen es eine Nachbarschaft bilden kann.

In diesem Beispiel ist für R2 OSPF noch nicht aktiviert, sodass das OSPF-Hallo-Paket von R1 gelöscht wird. Da es sich um einen linklokalen Multicast handelt, leitet R2 ihn nicht an andere Schnittstellen weiter.

Dann aktiviert der Administrator OSPF auf R2. R2 beginnt mit dem Senden von Multicast-OSPF-Hallo-Nachrichten.

Die Nachricht erreicht R1 und R1 sagt: „Hey, ich führe auch OSPF aus. Überprüfen wir, ob unsere Einstellungen übereinstimmen. (Zum Beispiel befinden sich diese Schnittstellen beide im selben Bereich und die Timer stimmen überein. Dann bilden wir eine Adjazenz.“

Die Nachbarschaft wird gebildet und dann tauschen die Router Routen aus.

In unserem autonomen System (unserer administrativen Domäne) aktivieren wir OSPF auf allen unseren Routern. Dies ist, was die Dienstanbieter in ihrem Netzwerk in unserem Beispiel tun. Die OSPF-Adjazenz wird zwischen R1 und R2 gebildet und sie tauschen Routen aus. Das gleiche passiert zwischen R2 und R3, R3 und R4, R4 und R5 und R5 und R1. Alle Router bilden Nachbarschaften mit ihren Nachbarn. Sie alle tauschen Routen miteinander aus und schon bald kennen alle Router die Routen, um überall im Netzwerk anzukommen.

IGPs lernen die IP-Subnetze kennen, die innerhalb des autonomen Systems verfügbar sind, und berechnen die besten Pfade zu diesen IP-Subnetzen. Sie tun dies basierend auf den Verbindungen zwischen den einzelnen physischen Routern. IGPs teilen Informationen und treffen Entscheidungen – welche die beste Route ist – auf physischer Hop-by-Physical-Hop-Basis. Alle Router im IGP erfahren Sie mehr über die besten Wege, um überall hin zu gelangen, physischer Router für physischen Router.

Dienstanbieter müssen auch die Konnektivität zwischen ihren internen Netzwerken aufrechterhalten. Im obigen Beispiel haben wir New York oben links im Diagramm, Washington darunter, Boston oben rechts und Philadelphia unten rechts. Zwischen diesen Routern hat der Dienstanbieter seine Kernrouter. Sie führen auf all diesen Routern ein IGP, OSPF oder IS-IS aus, und alle Router lernen die Routen zu allen anderen Stellen im Netzwerk des Dienstanbieters.

Aber der Dienstanbieter hat nicht nur seinen eigenen internen Datenverkehr, er muss auch Kunden haben, damit er Geld verdienen kann. Und diese Kunden benötigen öffentliche IP-Adressen, um miteinander kommunizieren zu können.

Schauen wir uns als nächstes an, wie die Zuweisung öffentlicher IP-Adressen funktioniert.

Internet IP Address Allocation

Die Vergabe öffentlicher IP-Adressen folgt einem hierarchischen Modell. An der Spitze des Baumes steht IANA, die Internet Assigned Numbers Authority. Sie sind für die globale Zuweisung öffentlicher IP-Adressen verantwortlich. Das wird dann in kleinere Regionen zerlegt. IANA delegiert Zuweisungen von IP-Adressblöcken an regionale Internetregister, RIRs. Jede RIR weist Adressen für ein anderes Gebiet der Welt zu. Zum Beispiel gibt es eine RIR in Nordamerika und so weiter.

Die RIRS brechen dann auf eine andere niedrigere Ebene ab. Sie teilen ihre zugewiesenen Adresspools wieder in kleinere Blöcke auf und delegieren sie an Internet Service Provider. Diese kleineren Adressblöcke können auch an eine andere Organisation, wie ein Unternehmen, auf dieser Ebene delegiert werden, wenn das Unternehmen groß genug ist, um einen eigenen Block zu haben.

Bis zur letzten Ebene können Internetdienstanbieter Kunden Adressen zuweisen. Das Unternehmen nebenan und Ihr Netzwerk zu Hause erhalten ihre öffentlichen IP-Adressen von einem Internetdienstanbieter.

Konnektivität zwischen Kunden

Der Internetdienstanbieter ist in der Mitte des obigen Diagramms dargestellt. Sie betreiben ihr IGP in ihrem Netzwerk.

Der links abgebildete Kunde 1 ist ein mittelständisches Unternehmen. Sie betreiben auch ein IGP in ihrem Netzwerk. Sie möchten auch eine Internetverbindung haben, damit sie eine Verbindung zum Internetdienstanbieter herstellen können.

Kunde 2 auf der rechten Seite ist ein anderes Unternehmen, das auch sein eigenes IGP unterhält und eine Internetverbindung wünscht.

Beide Kunden haben nur einen Weg zum Internet, wobei der ISP der nächste Hop ist. Beide Kunden konfigurieren eine statische Standardroute, die auf den ISP verweist. Der gesamte interne Datenverkehr wird über ihre IGPs weitergeleitet, und der für das Internet bestimmte Datenverkehr entspricht den statischen Standardrouten.

Zu diesem Zeitpunkt kennt der Dienstanbieter die Routen zu allen eigenen internen Netzwerken. Sie kennen auch die Routen zu den öffentlichen IP-Adressen ihrer Kunden, da sie diese Adressen zugewiesen haben. Und die Kunden haben statische Standardrouten, die auf das Internet und IGPs für ihre eigenen internen Routen hinweisen.

Wir haben Konnektivität innerhalb aller internen privaten Netzwerke (aber nicht zwischen den verschiedenen privaten Netzwerken) und auch zwischen allen öffentlichen Netzwerken.

An dieser Stelle brauchen wir BGP nicht. IGPs werden innerhalb des Dienstanbieters und der Kunden ausgeführt, statische Standardrouten bei den Kunden weisen auf das Internet hin, und alles funktioniert einwandfrei.

Aber wir haben offensichtlich nicht nur einen Internetdienstanbieter auf der Welt. Es gibt viele Internet Service Provider. Alle verschiedenen Dienstanbieter haben ihre eigenen Kunden, und damit Kunden auf der ganzen Welt miteinander kommunizieren können, müssen die Dienstanbieter miteinander verbunden sein. Die Diensteanbieter tauschen sich also in Internet-Exchanges aus, bei denen es sich um große Rechenzentren handelt, in denen sie sich verbinden können.

Interkonnektivität von Dienstleistern

Im obigen Beispiel hat Service Provider 1 sein IGP und seine Kunden. Sie verbinden sich mit Service Provider 2, der auch sein IGP und seine Kunden hat. Dienstanbieter 2 stellt in unserem Beispiel eine Verbindung zu Dienstanbieter 3 her. 1 mit 4, 4 mit 5 und 5 mit 3 verbunden ist.

Hinweis Diese Topologie ist nur ein Beispiel. In der realen Welt ist es nicht so, dass die Dienstanbieter immer in einem Ring wie diesem miteinander verbunden sind. Sie werden mehrere Dienstanbieter haben, die mit mehreren verschiedenen Dienstanbietern verbunden sind. Wir verwenden diese Topologie nur, weil sie für die Beispiele hilfreich sein wird, die Sie später sehen werden.

IGP-Skalierbarkeitsproblem

Sie haben zuvor gesehen, als wir nur den einen Dienstanbieter hatten, dass ein IGP für alles funktionieren würde. Aber wir werden auf ein Problem stoßen, wenn das Netzwerk wächst und wir mehrere verschiedene Dienstanbieter haben. IGPs wie OSPF und IS-IS unterstützen das Routing im Internet nicht. Es ist nicht möglich, das Routing für den gesamten Planeten auf einer physischen Hop-by-Physical-Hop-Basis zu steuern. Wir können nicht jeden Dienstanbieter über all die verschiedenen einzelnen Router auf der ganzen Welt informieren lassen – das wird offensichtlich nicht funktionieren! Es muss also ein anderes Modell verwendet werden. Und hier kommt BGP, das Border Gateway Protocol, ins Spiel.

Das Border Gateway Protocol (BGP)

BGP ist das einzige derzeit verwendete EGP (Exterior Gateway Protocol) und steuert das Routing im Internet. Es gibt viele Möglichkeiten für ein IGP innerhalb eines Unternehmens, wie ERGIP, OSPF, et cetera. Für das Routing im Internet wird jedoch immer BGP verwendet. Und mit BGP, anstatt Informationen auszutauschen und Entscheidungen auf einer physischen Hop-by-Physical-Hop-Basis (physischer Router für physischen Router) zu treffen, arbeitet BGP auf einer AS-by-AS-Basis – Autonomes System für autonomes System.

Autonome Systeme

Ein Autonomes System ist ein Teil eines großen Netzwerks wie dem Internet, das unter einer einzigen administrativen Kontrolle steht. So wie es das Netzwerk eines Dienstleisters oder das Netzwerk eines Unternehmens sein könnte. Der Punkt ist, dass es sich um eine einzelne Entität handelt, die das Routing innerhalb dieses Teils des Netzwerks steuert.

Der Begriff Autonomes System hat auch eine andere Bedeutung. Es wird auch in EIGRP- und BGP-Konfigurationen verwendet, um deren Umfang anzugeben. Damit EIGRP-Router eine Nachbarschaft zueinander bilden können, müssen sie sich im selben EIGRP wie befinden.

Unsere internen Gateway-Protokolle werden verwendet, um Routen innerhalb eines AS gemeinsam zu nutzen. Und die AS haben einen einzigen kohärenten inneren Routing-Plan und sie präsentieren ein konsistentes Bild davon, welche Ziele durch sie erreichbar sind. Innerhalb des Netzwerks eines Unternehmens oder einer Organisation wird ein IGP ausgeführt, und alle Router in diesem IGP wissen, wie sie zu allen anderen Netzwerken in diesem Netzwerk gelangen. So funktioniert ein IGP innerhalb eines AS. Aber für das Routing zwischen verschiedenen AS verwenden wir BGP.

Wenn wir BGP verwenden, haben die Dienstanbieter jeweils eine eindeutige BGP-AS-Nummer. Dies ist im obigen Diagramm überlagert. Jeder dieser verschiedenen Dienstanbieter, SP1 bis SP5, hat eine AS-Nummer. BGP wird sich dessen ALS Nummer bewusst sein und sie für das Routing des Datenverkehrs zwischen den verschiedenen Dienstanbietern verwenden. Erfahren Sie mehr über BGP-Routing innerhalb von Service Providern im nächsten Beitrag dieser Serie!

In diesem Cisco CCNA Training Tutorial erfahren Sie mehr über die Notwendigkeit von BGP (das Border Gateway Protocol). Scrollen Sie nach unten für das Video und auch Text Tutorial. Dies ist der 1. in einer Reihe von BGP-Tutorials. Teil 2: BGP-Routing und Pfadauswahl für Dienstanbieter Teil 3: Konfigurieren von BGP-Nachbarn auf Cisco-Routern Teil 4: So…

In diesem Cisco CCNA Training Tutorial erfahren Sie mehr über die Notwendigkeit von BGP (das Border Gateway Protocol). Scrollen Sie nach unten für das Video und auch Text Tutorial. Dies ist der 1. in einer Reihe von BGP-Tutorials. Teil 2: BGP-Routing und Pfadauswahl für Dienstanbieter Teil 3: Konfigurieren von BGP-Nachbarn auf Cisco-Routern Teil 4: So…

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