BGP (Border Gateway Protocol) | AS (Autonomous Systems) Internet

Le BGP (Border Gateway Protocol) est un protocole de routage dynamique utilisé pour échanger des informations de routage entre des systèmes autonomes (AS - Autonomous Systems) sur Internet. Il est souvent considéré comme la "colonne vertébrale" du routage inter-domaine sur Internet. Le BGP permet aux réseaux de s'interconnecter et de transmettre des données de manière efficace à travers des milliers de réseaux différents à travers le monde.

Fonctionnement du BGP

Le BGP est un protocole de routage par vecteur de chemin (path-vector protocol) qui fonctionne en transmettant des informations de routage entre des routeurs situés dans des systèmes autonomes distincts. Chaque système autonome (AS) est un réseau ou un groupe de réseaux administré par une organisation unique, et il est identifié par un numéro AS unique. Le BGP permet à ces systèmes autonomes de se connecter entre eux, formant ainsi la structure d’Internet.

Voici les étapes principales du fonctionnement du BGP :

1. Établissement de la session BGP :

   • Deux routeurs appartenant à des systèmes autonomes différents établissent une connexion TCP (port 179) pour échanger des informations de routage. Ces routeurs sont appelés pairs BGP (BGP peers).
   • Le BGP fonctionne au-dessus de TCP pour garantir une transmission fiable des messages.

2. Échange des informations de routage :

   • Une fois la session BGP établie, les deux pairs échangent leurs tables de routage, contenant les chemins disponibles pour atteindre des réseaux spécifiques (préfixes IP).
   • Ces chemins incluent des informations importantes, telles que les numéros AS traversés pour atteindre une destination, la politique de routage, et des attributs de chemin (comme les priorités).

3. Sélection du meilleur chemin :

   • Lorsque plusieurs chemins vers une destination sont disponibles, le BGP utilise divers critères pour sélectionner le meilleur chemin. Parmi ces critères figurent :
     • Le plus petit nombre de sauts AS (nombre de systèmes autonomes traversés).
     • La préférence locale (attribut défini par l’administrateur réseau pour favoriser certains chemins).
     • Le poids (une valeur interne à un routeur qui peut influencer la sélection du chemin).
     • L'origine du chemin (comment le chemin a été appris).
     • Les métriques du protocole de routage interne (comme OSPF ou EIGRP).

4. Annonce des chemins :

   • Une fois que le meilleur chemin est déterminé, le routeur BGP annonce ce chemin à ses pairs. Il continue également de recevoir des mises à jour de routage pour adapter les chemins en fonction des changements dans le réseau (par exemple, si un lien tombe ou devient congestionné).

Types de BGP

Le BGP se divise en deux principaux types selon l’environnement où il est utilisé :

1. EBGP (External BGP) :

   • C'est la forme la plus courante de BGP utilisée pour échanger des routes entre des systèmes autonomes distincts.
   • Chaque routeur EBGP appartient à un système autonome différent et est responsable de l'échange d'informations de routage entre ces réseaux. C'est ce qui permet la connectivité entre différents fournisseurs de services Internet (FAI).

2. IBGP (Internal BGP) :

   • L'IBGP est utilisé à l'intérieur d'un même système autonome pour échanger des informations de routage entre différents routeurs qui appartiennent au même AS.
   • Contrairement à l'EBGP, les routeurs IBGP ne modifient pas le numéro AS lors de l'annonce des routes. Tous les routeurs IBGP dans un AS doivent être interconnectés en full mesh, c'est-à-dire qu'ils doivent se connecter directement les uns aux autres (ou utiliser des techniques comme les route-reflectors pour réduire les besoins en interconnexions).

Attributs du BGP

Le BGP utilise plusieurs attributs pour déterminer le meilleur chemin vers une destination donnée. Ces attributs incluent :

1. AS-Path :

   • Il s'agit de la liste des systèmes autonomes traversés pour atteindre une destination. Plus le chemin est court, plus il est préféré.

2. Next-Hop :

   • Cet attribut indique l'adresse IP du prochain saut à utiliser pour atteindre la destination. Le "next-hop" peut être modifié en fonction des configurations de routage.

3. Local Preference :

   • Cet attribut est utilisé dans un AS pour définir des préférences locales entre plusieurs routes vers une même destination. Plus la valeur de préférence est élevée, plus le chemin est préféré.

4. Multi-Exit Discriminator (MED) :

   • Utilisé entre deux AS pour indiquer une préférence pour l'une des routes lorsqu'il existe plusieurs liens physiques entre eux. Une valeur MED plus basse est préférée.

5. Weight :

   • Ce n'est pas un attribut standard du protocole BGP, mais il est utilisé dans certaines implémentations pour influencer la sélection du chemin dans un routeur local. Le chemin avec le poids le plus élevé est préféré.

Avantages du BGP

1. Évolutivité :

   • Le BGP est conçu pour fonctionner à l'échelle mondiale, gérant des millions de routes et connectant des milliers de réseaux à travers le monde.

2. Flexibilité et Contrôle :

   • Les administrateurs réseau peuvent configurer des politiques de routage précises en utilisant les attributs BGP pour influer sur les décisions de routage, comme le contrôle du trafic entrant ou sortant.

3. Redondance :

   • En permettant aux réseaux de s'interconnecter via plusieurs chemins et de sélectionner le meilleur chemin en fonction de divers critères, le BGP renforce la résilience des réseaux, assurant une continuité de service même en cas de panne.

4. Optimisation du Routage :

   • Le BGP permet de choisir le chemin le plus court ou le plus performant pour atteindre une destination, réduisant ainsi la latence et améliorant l'efficacité du routage.

Problèmes et Défis du BGP

1. Convergence Lente :

   • Le BGP n'est pas conçu pour des changements rapides, et la convergence (le processus de mise à jour des routes après une modification) peut être lente, ce qui peut entraîner des interruptions temporaires du service en cas de panne ou de reconfiguration du réseau.

2. Sécurité :

   • Le BGP est vulnérable à certaines attaques comme le hijacking de préfixe (où un AS annonce faussement des routes vers des réseaux qui ne lui appartiennent pas). Des mécanismes comme le RPKI (Resource Public Key Infrastructure) et le filtrage des annonces BGP ont été développés pour atténuer ces risques.

3. Complexité de la Gestion des Politiques de Routage :

   • Le BGP offre une grande flexibilité dans la gestion des politiques de routage, mais cette flexibilité peut rendre la configuration complexe. Une mauvaise configuration peut entraîner des problèmes de routage, de redondance, ou des failles de sécurité.

Sécurité et BGP

Avec la croissance exponentielle d’Internet et des menaces liées au BGP, la sécurité du routage BGP est devenue un enjeu majeur. Plusieurs solutions ont été proposées pour améliorer la sécurité du BGP :

1. RPKI (Resource Public Key Infrastructure) :

   • Le RPKI est une infrastructure qui permet de valider les annonces BGP à l'aide de certificats numériques pour s'assurer que seules les entités autorisées peuvent annoncer des blocs d'adresses IP spécifiques.

2. BGPsec :

   • Extension du BGP pour fournir une meilleure sécurité en signant cryptographiquement les annonces de routage pour garantir l'intégrité du chemin d'un point à un autre.

3. Filtrage des Annonces BGP :

   • De nombreux réseaux pratiquent des politiques strictes de filtrage des annonces pour éviter d'accepter des routes incorrectes ou malveillantes.

Conclusion

Le BGP (Border Gateway Protocol) est un élément fondamental du fonctionnement d'Internet. Il permet aux réseaux de s’interconnecter et d’échanger du trafic de manière efficace et flexible. Toutefois, sa configuration et sa gestion nécessitent une attention particulière en raison des enjeux de sécurité et de performance. La résilience et la robustesse du BGP font de lui un protocole incontournable, mais il est essentiel de mettre en place des mécanismes de sécurité et de bonnes pratiques pour garantir un routage sécurisé et optimal à grande échelle