BGPとは何か

BGPは、インターネットを構成するうえで 非常に重要なルーティングプロトコルです。

たとえば、ある企業ネットワークから インターネット上のWebサーバーへ通信するとします。

通信は1つの組織だけが管理するネットワーク内で完結するとは限りません。 複数の通信事業者やネットワークを経由して、 最終的な宛先へ到達します。

BGPでは、 単純に「距離が短い経路」を選ぶだけではありません。

どのASを経由するか、 どの回線を優先するか、 どの経路を外部へ広告するかなど、 ネットワーク運用者のポリシーを反映した経路制御 ができます。

なぜBGPが必要なのか

OSPFなどの動的ルーティングプロトコルを知っていると、 「OSPFだけではだめなのか」と疑問に思うかもしれません。

OSPFとBGPでは、 解決しようとしている問題が異なります。

1．管理者が異なるネットワークを接続するため

企業ネットワーク内であれば、 1つの組織がルーターの設定や経路制御方針を決められます。

一方、インターネットでは、 各ISPや企業が独立してネットワークを管理しています。

BGPは、このような 独立したネットワーク同士を接続する境界 で活躍します。

2．巨大な経路数を扱うため

インターネットには非常に多くのネットワークが存在します。

BGPは、インターネット規模で 多数の経路情報を扱うことを前提としたプロトコルです。

3．経路をポリシーで制御するため

企業がISPを2社利用している場合、 次のような要件が出ることがあります。

• 通常はISP-Aを優先したい
• ISP-A障害時だけISP-Bへ切り替えたい
• 特定の経路はISP-Bから受信したくない
• 外部からの通信を特定回線へ誘導したい
• 特定ネットワークだけ外部へ広告したい

BGPではパス属性やフィルタリングを利用し、 このようなポリシーを経路制御へ反映できます。

ASとASNとは何か

BGPを理解するうえで、 最初に理解する必要があるのが ASです。

ASには識別番号が割り当てられます。 この番号を ASN（Autonomous System Number） と呼びます。

AS番号はルーター番号ではない

ASNは、個々のルーターへ付ける番号ではありません。

1つのASには複数のルーターやネットワークが含まれることがあります。

パブリックAS番号とプライベートAS番号

AS番号には、インターネット上で利用される番号だけでなく、 組織内部や閉じた環境で使用するために 予約されたプライベート用途の範囲もあります。

eBGPとiBGPの違い

BGPには、大きく分けて eBGPと iBGPという2つの使い方があります。

eBGP：異なるAS間で使う

eBGPの「e」は Externalです。

異なるASに所属するBGPルーター同士で 経路情報を交換するときに使います。

iBGP：同じAS内で使う

iBGPの「i」は Internalです。

同じASに所属するBGPルーター同士で BGP経路情報を共有するときに使います。

BGPセッションが確立するまで

BGPルーター同士は、 いきなり経路情報を交換するわけではありません。

まず相手との接続を確立し、 BGPピアとして通信できる状態にします。

BGPメッセージの基本

大まかなセッション確立の流れ

1. 相手BGPルーターへ到達できる状態にする IPレベルで相手へ到達できなければ、 BGPセッションを確立できません。
2. TCP接続を確立する BGPピア同士でTCP接続を確立します。 BGPではTCP 179が使用されます。
3. OPENメッセージを交換する AS番号やBGP Identifierなど、 BGPピアとして必要な情報を確認します。
4. KEEPALIVEを交換する OPENの内容が受け入れられると、 KEEPALIVEを交換します。
5. Established状態になる BGPセッションが確立すると、 UPDATEメッセージによる経路交換が可能になります。

BGPの主な状態

BGPには状態遷移があります。 トラブルシューティングでは、 現在どの状態にいるかが重要な手掛かりになります。

BGPでは何を交換しているのか

BGPでは、 「このネットワークへ到達できます」 という到達性情報を交換します。

たとえばAS64501が 203.0.113.0/24 へ到達できるとします。

BGPで扱う情報は、 単なる宛先プレフィックスだけではありません。

その経路に関する パス属性 も合わせて扱います。

主なBGPパス属性

BGPの経路には、 経路選択やポリシー制御に利用される 複数の属性があります。

今回は役割だけを理解しましょう。 詳しい優先順位は次の記事で解説します。

AS_PATHを図で見る

たとえば、AS64500が AS64503のネットワークへの経路を受信したとします。

AS64500から見ると、 宛先へ到達するまでに AS64501、AS64502、AS64503という ASの並びを確認できます。

AS_PATHは、 BGPで経路を判断する重要な情報の1つです。

BGPとOSPFの違い

BGPとOSPFは、 どちらもルーティングに関係しますが、 同じ目的で使うプロトコルではありません。

使い分けの基本

BGPが使われる代表的な場面

1．ISP同士の接続

インターネットでは、 ISPなどのAS同士がBGPを使って 経路情報を交換します。

2．企業のインターネット回線冗長化

企業が複数のISPと接続し、 回線障害時にもインターネット接続を 継続したい場合があります。

どちらの回線を優先するか、 どの経路を受信するか、 自社経路をどう広告するかなどを BGPで設計します。

3．クラウドとの接続

オンプレミスとクラウドを VPNや専用線で接続する構成でも、 動的な経路交換にBGPを利用するケースがあります。

拠点やクラウド側でネットワークが追加されたとき、 静的ルートを個別に変更するのではなく、 BGPで経路情報を交換できる構成があります。

4．大規模データセンター

BGPはインターネット境界だけでなく、 大規模なデータセンターネットワークなどで 内部ルーティングの一部として採用される場合もあります。

BGPで最初に確認するポイント

BGPで障害が発生した場合は、 いきなり経路属性を細かく見るのではなく、 段階を分けて確認します。

1. 相手IPアドレスへ到達できるか まずBGPピアとなる相手へ、 IPレベルで到達できるか確認します。
2. TCP 179の通信が成立するか ACLやファイアウォールなどによって BGP通信が遮断されていないか確認します。
3. AS番号が正しいか 自ASと相手ASの設定が 想定どおりになっているか確認します。
4. BGPセッション状態を確認する Establishedになっているか、 どの状態で止まっているかを確認します。
5. 経路を受信しているか セッションが正常でも、 必要な経路を受信しているとは限りません。
6. ポリシーで拒否されていないか Prefix List、Route Map、 Route Policyなどの設定によって 経路が除外されていないか確認します。
7. 受信した経路が実際に利用されているか BGPで受信した経路と ルーティングテーブル上の最終結果を分けて確認します。

BGPでよくある勘違い

顧客・上司へBGPをどう説明するか

技術に詳しくない相手へ 「BGPはパスベクター型のEGPです」 と説明しても、 導入理由は伝わりにくいでしょう。

BGPそのものではなく、 何を実現するために必要なのか を説明します。

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BGPで使われる英語表現

BGPは海外ベンダーのドキュメントや 障害調査で英語を目にする機会が多い技術です。

よく使われる単語

障害調査で使える表現

自分の言葉で説明する課題

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