A partir do estudo historio, compreender a origem do BGP, o porquê de sua importância e entender a sua proposta de trabalho em redes roteadas. A partir do estudo técnico, conhecer suas características para correta implementação. Compreender seus atributos e o uso destes na seleção de rotas em uma rede utilizando o protocolo BGP. E examinar e entender o método de seleção de rotas deste protocolo.

1. União Educacional de Brasília
Curso de extensão
CISCO NETWORKING ACADEMY PROGRAM
Border Gateway Protocol Version 4 - BGP-4
Isaque Profeta dos Reis
Brasília-DF
Dezembro de 2007

2. Isaque Profeta dos Reis
Border Gateway Protocol Version 4 - BGP-4
Trabalho para Apresentação final do Modulo I
do Curso CISCO NETWORKING ACADEMY
PROGRAM – CNAP, da União Educacional de
Brasília, sob a orientação do professor Elvio
Souza.
Brasília-DF
UNEB
Dezembro de 2007

3. INTRODUÇÃO
A partir do estudo historio, compreender a origem do BGP, o porquê de sua
importância e entender a sua proposta de trabalho em redes roteadas.
A partir do estudo técnico, conhecer suas características para correta
implementação. Compreender seus atributos e o uso destes na seleção de rotas em
uma rede utilizando o protocolo BGP. E examinar e entender o método de seleção de
rotas deste protocolo.

4. SUMÁRIO
1 HISTÓRICO DO ROTEAMENTO NA INTERNE........................................................4
1.1 ARPANET ...............................................................................................................4
1.2 Gateway-to-gateway protocol - GGP.......................................................................5
1.3 Autonomous systems – AS .....................................................................................6
1.4 External gateway protocol - EGP ............................................................................8
2 BORDER GATEWAY PROTOCOL - BGP.................................................................9
2.1 Definição .................................................................................................................9
2.2 Roteamento...........................................................................................................10
2.3 Ambiente de aplicação..........................................................................................11
2.4 Caracteristicas..........................................................Erro! Indicador não definido.
2.4.1 Distance Vector..................................................................................................11
2.4.2 Comunicação TCP/IP.........................................................................................11
2.4.3 Atualização incremental de tabela de rotas........................................................12
2.4.4 Multihomed.........................................................................................................13
2.5 Atributos: ...............................................................................................................13
2.5.1 AS_Path .............................................................................................................13
2.5.2 AS_Number........................................................................................................13
2.5.3 Weight (Peso): ...................................................................................................14
2.5.4 Local preference.................................................................................................14
2.5.5 Métrica (MED) ....................................................................................................14
2.5.6 Communities ......................................................................................................15
2.5.7 Next-hop.............................................................................................................15
2.6 Seleção de melhor caminho..................................................................................16
3 CONCLUSÕES ........................................................................................................17
REFERÊNCIAS..............................................................................................................18

5. 4
1 HISTÓRICO DO ROTEAMENTO NA INTERNE
1.1 ARPANET
No momento em que o principal backbone da Internet era a ARPANET, as
tabelas de rota para todos os destinos possíveis (outras redes), eram gerenciadas
manualmente.
Com o crescimento da Internet, verificou-se que era impraticável manter todas
as tabelas atualizadas dessa forma. Os pesquisadores da Internet optaram, então, por
usar uma arquitetura que consistia de um reduzido e centralizado grupo de roteadores
(core routers) que tinham, em suas tabelas, as rotas para todos os possíveis destinos
da Internet; e um outro grupo maior de roteadores que possuíam em suas tabelas
apenas informações (rotas) parciais, e não para toda a Internet.
Os core routers eram administrados pelo INOC (Internet Network Operations
Center), e o grupo maior de roteadores externos que ficou conhecido pelo termo
"noncore routers" (roteadores fora do núcleo), que conectavam as redes locais das
instituições de pesquisa ao backbone da ARPANET.

6. 5
1.2 Gateway-to-gateway protocol - GGP
Foi desenvolvido e utilizado então o protocolo GGP (Gateway-To-Gateway
Protocol, baseado no algoritmo de vetor de distância), que foi usado nos core routers
para atualização automática das tabelas de rotas entre eles.
Como o backbone de cada site pode ter uma estrutura complexa essa
arquitetura possui um problema na expansão do “backbone internet”, então o esquema
de core routers não iria conseguir suportar conectar todas as redes diretamente. Era
necessário um novo esquema que permitisse aos noncore routers passar informações
aos core routers sobre as redes que estavam "atrás" de si, além de oferecer autonomia
de gerenciamento aos sites.

7. 6
1.3 Autonomous systems – AS
Foi notado que as interconexões de um backbone com arquitetura complexa
não devem ser encaradas como várias redes independentes conectadas a uma
internet, mas como uma organização que controla várias redes e que garante que as
informações sobre as rotas internas são consistentes e que pode escolher um de seus
roteadores para fazer a ponte de comunicação para o "backbone internet”.
Chega então o conceito de Sistema Autônomo (Autonomous Systems - AS), no
qual as redes e roteadores estão sob o controle de uma mesma entidade
administrativa. Substituindo a idéia das redes locais conectadas ao backbone central.
Todos os AS tem a liberdade de escolher o esquema e arquitetura que melhor
lhe convém para suas rotas internas, e a responsabilidade de anunciar para os outros
AS's as rotas para suas redes internas não visíveis.

8. 7
Para anunciar as rotas para suas redes internas entre si, os AS's precisavam
concordar em usar um esquema único, como um mesmo idioma por toda a Internet; e
para permitir um algoritmo de roteamento automatizado distinguir entre um AS e outro,
foi designado a cada AS, um número (Autonomous System Number - ASN) pela
mesma autoridade central encarregada de atribuir todos os endereços identificadores
das redes conectadas à Internet.

9. 8
1.4 External gateway protocol - EGP
Dois roteadores que pertençam a AS's diferentes e trocam informações de
roteamento entre si são considerados "vizinhos externos" (exterior neighbors). Se
ambos pertencerem ao mesmo AS são considerados "vizinhos internos" (interior
neighbors). O protocolo de roteamento usado pelos “exterior neighbors” é o Exterior
Gateway Protocol ou simplesmente EGP [RFC 904]. É ele que permite o anúncio das
rotas para as redes internas do AS para o núcleo (core) da Internet.
Com o tempo, o EGP apresentou deficiências insustentáveis, como restrições
em topologia, incapacidade de evitar "loops" de roteamento e pouca flexibilidade para a
configuração de políticas de roteamento.
Isso levou ao desenvolvimento de uma solução para esses problemas, através
de um novo, moderno e mais robusto protocolo de roteamento externo.

10. 9
2 BORDER GATEWAY PROTOCOL - BGP
2.1 Definição
O BGP é um protocolo de roteamento para ser usado entre múltiplos sistemas
autônomos em internets baseadas no protocolo TCP/IP. O BGP-4 [RFCs 1771, 1772]
substitui o EGP, suprindo suas deficiências mais sérias, ou seja, evitando "loops" de
roteamento e permitindo o uso de políticas de roteamento entre AS’s baseado em
regras arbitrárias por eles definidas. O BGP-4 (BGP Versão 4) foi a primeira versão do
BGP a suportar endereços agregados e o conceito de supernets.
O BGP ainda é dividido, dependendo de onde atua. Caso esteja fazendo a
comunicação de dois AS’s é chamado External BGP (EBGP), e se a situação for a
troca de rotas entre um provedor de serviços e um AS cliente, é chamado Internal BGP
(IBGP).

11. 10
2.2Roteamento
O protocolo BGP-4 assume que o roteamento interno do AS é feito através de
um sistema IGP (Interior Gateway Protocol) de roteamento interno. Este pode ser um
protocolo de roteamento como o RIP, OSPF, IGRP, EIGRP; ou mesmo rotas estáticas.
O BGP constrói um gráfico dos AS’s, usando as informações trocadas pelos "vizinhos
BGP" (BGP neighbors), que são compostas dos números identificadores dos AS’s, os
ASN. A conexão entre AS’s forma um "caminho" (path), e a coleção desses caminhos
acaba formando uma rota composta pelos números dos AS’s que devem ser
percorridos até se chegar a um determinado AS destino.
IGPs: RIP, IGRP,
EGPs: BGP

12. 11
2.3 Ambiente de aplicação
O BGP é feito principalmente para conexões de AS’s de trânsito, para redes
com vários provedores diferentes, e quando é necessário fazer a manipulação do
trafego que entra no AS gerenciado.
O BGP não é de forma alguma, indicado para AS’s com uma conexão à
internet ou à outro AS’s, quando essa conexão é de baixa velocidade, equipamentos
não tem processamento e memória o suficiente ou quando não se tem o interesse nas
rotas feitas pelas conexões no AS.
2.4 Características
2.4.1 Distance Vector
O BGP faz a escolha de caminho usando contagem de saltos, ele não faz
verificação de banda ou mesmo estado de link.
2.4.2 Comunicação TCP/IP
O BGP faz uso do TCP (porta 179) para o transporte das informações de
roteamento de modo que ele próprio não precisa preocupar-se a respeito da correta da
transmissão das informações.

13. 12
2.4.3 Atualização incremental de tabela de rotas
• O BGP faz uso do TCP (porta 179) para o transporte das
informações de roteamento de modo que ele próprio não precisa
preocupar-se a respeito da correta da transmissão das informações.
• É estabelecida a conexão TCP entre os dois roteadores que trocam
mensagens de abertura da sessão e negociam os parâmetros de
operação;
• O primeiro fluxo de dados transmitido é a tabela de rotas BGP
completa. Posteriores atualizações nesta tabela são feitas,
incrementalmente, à medida que as mudanças ocorrerem;
• Como não há a atualização completa da tabela após a primeira, o
roteador mantém a informação da versão da tabela que todos os seus
peers possuem, enquanto durar a sessão entre eles. Se esta for
interrompida por qualquer motivo, o processo é iniciado novamente a
partir do primeiro passo;
• Mensagens de keepalive são enviadas periodicamente para manter
a sessão aberta;
• Mensagens de aviso são enviadas quando ocorrem erros ou outras
situações especiais;
• Caso uma conexão verifique um erro, uma mensagem é enviada e
a conexão fechada, encerrando a sessão.

14. 13
2.4.4 Multihomed
Permite múltiplas conexões entre AS’s, e entre AS’s e ISP’s (provedores),
gerando assim a opção de balanceamento de rotas e tráfego, gerando assim
redundância, diversidade e disponibilidade para a rede.
2.5 Atributos:
2.5.1 AS_Path
Quando uma rota publicada passa por um sistema autônomo, o AS_Number é
adicionado a uma lista ordenada de AS_Numbers que a rota publicada tem
atravessado. Caso um AS encontre seu propri AS_Number, ele descarta (é assim que
é feita a proteção para Loop em BGP). A rota mais curta (com menos saltos) é
escolhida e colocada na tabela de rotas.
2.5.2 AS_Number
Assim como o endereço IP, mas para os Sistemas Autônomos, o AS_Number é
um número que identifica o AS.
Sendo Formado por um número inteiro de 16 bits que variam de 1 a 65535,
sendo que os números 1 e 65535 são considerados reservados e a faixa de 64512 a
65534 são chamados AS privados.
Os AS_Number públicos, assim como o IP são distribuídos pelos provedores
(ISP) ou pelas RIR’s (Organismos regionais de endereçamento).

15. 14
Os AS_Number privados podem ser usados para possibilitar aos ISPs conectar
clientes multihomed em seu backbone (RFC2270), em redes corporativa com diversas
regiões, mas uma única conexão Internet e dentro de uma confederação BGP.
2.5.3 Weight (Peso):
Como o BGP não faz leitura de banda e conta apenas saltos, o Weight (Peso),
faz um trabalho de preferência agregada, adotando um valor às conexões com mesmo
destino e escolhendo o maior desses valores como rota preferencial.
O atributo Weight (Peso) é proprietário CISCO e não propaga junto com as
rotas para a rede.
2.5.4 Local preference
Usando este atributo é possível escolher qual a melhor saída de um AS, e ao
contrario do Peso, ele é propagado por todo o AS. Caso existam múltiplas saídas de
um AS o maior Local Preference escolhido como melhor saída.
2.5.5 Métrica (MED)
O multi-exit discriminator (MED), usa uma sugestão ao AS externo de sua rota
preferida de entrada indicando pelo menor MED. O termo sugestão é usado por que o
AS externo que está recebendo o MED pode estar usando outros atributos para a
seleção de rota.

16. 15
2.5.6 Communities
Usado para adjacência nas trocas de rotas entre provedores, este atributo, faz
um controle na divulgação da rota dependendo do seu valor:
Communitie = Internet – A rota é divulgada para os AS’s seguintes sem
nenhum bloqueio.
Communitie = No-export – A rota é divulgada apenas para o AS conectado,
sem transmitir para outros AS.
Communitie = No-advertise – A rota é divulgada apenas para o roteador de
borda da AS indicada (este roteador não repassará a rota dentro do seu AS.).
2.5.7 Next-hop
O atributo Next-hop é usado para retornar o roteador que divulgou a rota. Em
EBGP, o next-hop é o IP dos peers da conexão. Já em IBGP ele é divulgado para todo
o AS para que os roteadores dentro deste cheguem as redes o AS remoto.

17. 16
2.6 Seleção de melhor caminho
O BGP pode receber de vários caminhos para a mesma rota de varias fontes,
mas o ele escolherá manter na tabela sempre o melhor caminho. Ele usa a seguinte
ordem para fazer essa seleção:
• Maior Weight (Peso);
• O peso sendo igual usa-se o maior Local Preference;
• Se o Local Preference for igual, o caminho gerado no BGP do
roteador onde ele roda será o escolhido;
• Caso o caminho não tenha sido gerado é feita a seleção pelo
menor AS_Path;
• Tendo o mesmo AS_Path é feita a seleção pelo menor tipo de
origem (Onde IGP < BGP < incompleto);
• A origem também sendo a mesma é feita a escolha do Menor MED;
• O MED sendo igual o caminho será feito pelo mais próximo IGP;
• Em ultimo caso, é escolhido o caminho pelo menor endereço IP
indicado pelo Router ID.

18. 17
3 CONCLUSÕES
A proposta do BGP é manter gerencias individuais de cada rede backbone
existente, tendo como modelo o conceito de sistema autônomo, fazendo com que o
Backbone INTERNET, seja como é hoje: integrada e com todas as rotas bem definidas.
A partir de seus atributos o Border Gateway Protocol, permite a manipulação do
tráfego, tanto de entrada como o de saída, de um sistema autônomo usando diversos
parâmetros, e através disso fazendo sua seleção de rotas a partir dos mais relevantes.

19. 18
REFERÊNCIAS
MOURA, Alex Soares de. O Protocolo BGP4 - Parte 1. Newsgeneration. Disponível
em : < http://www.rnp.br/newsgen/9903/bgp4.html> Acesso em: 04 dez. 2007.
MOURA, Alex Soares de. O Protocolo BGP4 - Parte 2. Newsgeneration. Disponível
em : < http://www.rnp.br/newsgen/9905/bgp4p2.html> Acesso em: 04 dez. 2007.
MOURA, Alex Soares de. O Protocolo BGP4 - Parte 3. Newsgeneration. Disponível
em : < http://www.rnp.br/newsgen/9907/pgbp4p3.html> Acesso em: 04 dez. 2007.
CISCO. Cisco Documentation Border Gateway Protocol. Cisco Systems, Inc.
Disponível em: < http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/bgp.htm>
Acesso em: 07 dez. 2007.
MADEIRA, Frederico. Introdução ao BGP. IMASTERS. Disponível em: <
http://www.imasters.com.br/artigo/4653/redes/introducao_ao_bgp/> Acesso em: 04 dez.
2007