Nederlands
Menu

OSPF versus BGP: IGP en EGP, routekeuze, verbindingen tussen routers en schaal

Internet bestaat uit onderling verbonden AS'en (autonome systemen), netwerken die worden beheerd door organisaties zoals providers, universiteiten en bedrijven. Een protocol dat routes binnen een AS uitwisselt, heet een IGP, en een protocol dat routes tussen AS'en uitwisselt een EGP; OSPF is het typische IGP en BGP het typische EGP. OSPF vindt automatisch de kortste route op basis van de linkkosten binnen een AS en is erop gericht na een storing snel om te schakelen. BGP kiest routes tussen AS'en op basis van attributen zoals de reeks doorlopen AS'en (AS_PATH) en van het beleid van elke organisatie, bijvoorbeeld welke buur de voorkeur krijgt. Omdat het de routes van het hele internet verwerkt, is het ontworpen voor stabiliteit en controle in plaats van snelheid.

KenmerkOSPFBGP
Indeling en reikwijdteIGP; binnen één AS (organisatie)EGP; tussen AS'en; ook gebruikt tussen BGP-routers binnen hetzelfde AS (iBGP)
Type protocolLink-statePath vector
RoutekeuzeVindt de route met de laagste totale linkkosten met het algoritme van DijkstraVergelijkt attributen zoals LOCAL_PREF, de lengte van AS_PATH en MED in een vaste volgorde; attributen kunnen worden ingesteld om het beleid van de organisatie toe te passen
Voorkomen van lussenAlle routers in een area berekenen de kortste paden met dezelfde kaartVerwerpt een ontvangen route waarvan het AS_PATH het eigen AS-nummer bevat
Hoe buren verbinding makenDraait direct over IP (protocolnummer 89); verstuurt Hello's via multicast en ontdekt buren automatischMaakt verbinding via TCP-poort 179; elke peer wordt door de beheerder afzonderlijk ingesteld
Hoe updates worden verstuurdAls er iets verandert, worden LSA's door de area verspreid; Hello's controleren of buren nog actief zijn (elke 10 seconden in het voorbeeld van RFC 2328)Verstuurt eerst de volledige set routes en daarna alleen wijzigingen in UPDATE-berichten; routes worden niet periodiek opnieuw verstuurd, en KEEPALIVE's houden de sessie in stand
ConvergentiesnelheidIn het algemeen snel; rekent direct opnieuw zodra het een linkstoring opmerktIn het algemeen trager; het detecteren van een storing kan betekenen dat op de hold time moet worden gewacht (90 seconden voorgesteld in RFC 4271), en er zijn veel meer routes
Aantal routes en schaalRoutes binnen de organisatie; grote netwerken worden opgedeeld in area's om rekenwerk en informatie te beperkenKan het zeer grote aantal routes van het hele internet aan; gebruikt tussen providers en door organisaties die met meerdere providers zijn verbonden

De getalswaarden zijn typische ordegroottes en variëren per procesgeneratie en product.

Wanneer welke variant?

OSPF
Binnen het netwerk van één organisatie, wanneer de kortste route automatisch uit redundante paden moet worden gekozen en na een storing snel moet worden omgeschakeld. Geschikt voor routering binnen locaties en datacenters.
BGP
Bij verbinding met meerdere providers (multihoming) en sturen welke verbinding de voorkeur krijgt, of bij het uitwisselen van routes met andere AS'en als provider. Het geeft via beleid nauwkeurige controle over welke routes buiten de organisatie worden aangekondigd en welke worden geaccepteerd.

Veelgestelde vragen

Waarom wordt OSPF binnen een organisatie gebruikt en BGP tussen organisaties?

Omdat de doelen verschillen. Binnen een organisatie wordt het hele netwerk door dezelfde beheerders geleid, dus telt vooral het automatisch kiezen van de beste route en snel omschakelen na een storing. Tussen organisaties heeft elke buur zijn eigen beleid en maakt hij zijn interne opbouw niet bekend. Van welke buur de routes de voorkeur krijgen en welke routes worden aangekondigd, moet worden bepaald door contracten en beleid, en BGP is gebouwd om dit uit te drukken met attributen en filters.

Wat is het verschil tussen iBGP en eBGP?

eBGP is een BGP-sessie tussen routers in verschillende AS'en; iBGP een sessie tussen routers in hetzelfde AS. Bij het aankondigen van een route aan een ander AS via eBGP voegt een router zijn eigen AS-nummer toe aan het AS_PATH. Via iBGP, binnen hetzelfde AS, wordt het AS-nummer niet toegevoegd, dus om lussen te voorkomen wordt een via iBGP geleerde route niet doorgegeven aan andere iBGP-peers. iBGP-routers zijn daarom ofwel allemaal met elkaar verbonden (full mesh), ofwel gebruiken ze route reflectors.

Worden OSPF en BGP ooit samen gebruikt?

Ja. Bij providers en grote organisaties is een gangbaar ontwerp dat een IGP zoals OSPF de routes naar de adressen van apparaten binnen het AS vindt, dat daarbovenop BGP-sessies draaien en dat externe routes via BGP worden vervoerd. Het IGP vertelt routers hoe ze de volgende hop (NEXT_HOP) van BGP-routes bereiken. Sommige grote datacenters wisselen routes in plaats daarvan alleen met BGP uit, zonder IGP (RFC 7938).

Bestaat er ook een protocol dat EGP heet?

Ja. EGP (Exterior Gateway Protocol) is ook de naam van een oud protocol dat vóór BGP tussen AS'en werd gebruikt. Het wordt niet meer gebruikt, en „EGP” verwijst nu naar de klasse van protocollen die routes tussen AS'en uitwisselen, waarvan BGP het typische voorbeeld is.

Test uw begrip

Welk protocol wisselt op het internet routeringsinformatie uit tussen de netwerken die door organisaties zoals providers worden beheerd (AS'en, autonome systemen), en kiest routes op basis van attributen zoals de reeks AS'en die een route heeft doorlopen (AS_PATH) en van het beleid van elke organisatie?

  1. AOSPF
  2. BBGP
  3. CRIP
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. BGP

BGP (Border Gateway Protocol) is het protocol waarmee organisaties die met AS-nummers worden onderscheiden routes uitwisselen, en de routes op het internet worden in principe met BGP uitgewisseld. Routes dragen attributen zoals de reeks AS'en die ze hebben doorlopen (AS_PATH) en de next hop (NEXT_HOP), en lussen worden voorkomen door routes weg te gooien die het eigen AS-nummer bevatten. Bij de keuze van een route gaat het niet alleen om het kortste AS_PATH; het beleid van een organisatie, bijvoorbeeld welke buur de voorkeur krijgt, kan in attributen worden uitgedrukt en toegepast. OSPF en RIP zijn routeringsprotocollen die binnen één organisatie worden gebruikt (IGP's).

Bij OSPF heeft router R1 drie paden naar een netwerk achter R4. Pad A gebruikt een link van 10 Gbit/s R1–R5 en een link van 1 Gbit/s R5–R4; pad B is een rechtstreekse link van 100 Mbit/s R1–R4; en pad C gebruikt links van 1 Gbit/s R1–R2, R2–R3 en R3–R4. De kosten van elke link zijn „referentiebandbreedte 10 Gbit/s ÷ bandbreedte van de link”, en de kosten voorbij R4 zijn voor alle paden gelijk. Welk pad kiest R1?

  1. APad A
  2. BPad B
  3. CPad C
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Pad A

De kosten zijn 10 ÷ 10 = 1 voor een link van 10 Gbit/s, 10 ÷ 1 = 10 voor 1 Gbit/s en 10 ÷ 0,1 = 100 voor 100 Mbit/s. Pad A kost 1 + 10 = 11, pad B 100 en pad C 10 × 3 = 30, dus pad A, met de laagste totale kosten, wordt gekozen. Blijft de referentiebandbreedte op 100 Mbit/s staan, lange tijd de standaardwaarde op veel apparatuur, dan kost elke link van 100 Mbit/s of sneller 1, wat pad A 2, pad B 1 en pad C 3 geeft, en wordt het traagste pad, B, gekozen. Netwerken met snelle links stellen de referentiebandbreedte daarom op een grotere waarde in, op elke router dezelfde.

Welke beschrijving van een linkstate-routeringsprotocol is juist?

  1. AElke router bouwt zijn routeringstabel alleen op uit de bestemmingen en afstanden (zoals het aantal hops) die hij van naburige routers ontvangt
  2. BElke router verspreidt de toestand van zijn eigen links, zodat alle routers de topologie van het hele netwerk delen, en elke router berekent de kortste paden met het algoritme van Dijkstra
  3. CEen beheerder stelt de routes op elke router met de hand in, en de routers wisselen geen routeringsinformatie uit
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Elke router verspreidt de toestand van zijn eigen links, zodat alle routers de topologie van het hele netwerk delen, en elke router berekent de kortste paden met het algoritme van Dijkstra

Bij een linkstateprotocol (zoals OSPF of IS-IS) adverteert elke router de toestand van zijn links (zijn buren en de kosten naar hen), en alle routers in hetzelfde gebied beschikken over dezelfde kaart. Uit die kaart berekent elke router met het algoritme van Dijkstra een boom van kortste paden met zichzelf als wortel. Een distance-vectorprotocol (zoals RIP) kiest routes door zijn eigen afstand op te tellen bij de „afstand tot elke bestemming” die het van zijn buren hoort; dat is eenvoudig, maar de routers kennen de topologie van het hele netwerk niet en het kan na een storing even duren voordat de routes stabiel zijn. Linkstateprotocollen vragen meer rekenwerk en geheugen, maar reageren snel op veranderingen.

  1. Welke beschrijving van dynamische routering is juist?

Oefenvragen over Netwerkontwerp en -beheer

Belangrijke termen uitgelegd

OSPF (Open Shortest Path First)
Linkstate-routeringsprotocol dat binnen een organisatie wordt gebruikt. Elke router verspreidt de toestand van zijn eigen links, zodat alle routers de topologie van het netwerk delen, en berekent met het algoritme van Dijkstra het pad met de laagste totale kosten. De kosten worden meestal uit de bandbreedte van de links afgeleid, en door het netwerk in meerdere gebieden (areas) op te delen, schaalt het naar grote netwerken.
BGP (Border Gateway Protocol)
Het routeringsprotocol dat op het internet routeringsinformatie uitwisselt tussen AS'en (autonome systemen, de eenheden van netwerken die door organisaties zoals providers worden beheerd). Het kiest routes op basis van attributen die eraan hangen, zoals de reeks AS'en die ze hebben doorlopen (AS_PATH), en van het beleid van elke organisatie. Routers maken met elkaar verbinding via TCP-poort 179 om informatie uit te wisselen.
Routering (IP-routering)
Bepalen langs welk pad pakketten hun bestemming in een IP-netwerk bereiken. Elke router heeft een routeringstabel, kiest de route waarvan de prefix het langst overeenkomt met het bestemmings-IP-adres (longest-prefix match) en geeft het pakket door aan de volgende router. De tabel wordt opgebouwd met statische routering, met de hand ingesteld, of met dynamische routering, automatisch opgebouwd met routeringsprotocollen zoals OSPF, RIP en BGP.
Router
Apparaat van de netwerklaag (laag 3) dat pakketten tussen verschillende netwerken doorstuurt. Het vergelijkt het bestemmings-IP-adres van elk pakket met zijn routeringstabel, kiest de volgende router (next hop) en de uitgaande interface en stuurt het pakket verder. Thuisrouters combineren daarnaast NAPT, een DHCP-server en een firewall.
Algoritme van Dijkstra
Algoritme dat de kortste paden vindt van één startknoop naar elke knoop in een graaf waarvan de gewichten van de kanten 0 of groter zijn. Het legt herhaaldelijk de dichtstbijzijnde knoop vast waarvan de afstand nog niet definitief is, en werkt de afstanden van haar buren bij. Met negatieve gewichten werkt het niet correct.
TCP (Transmission Control Protocol)
Verbindingsgericht protocol van de transportlaag. Het bouwt een verbinding op met een three-way handshake en levert gegevens met volgnummers, ontvangstbevestigingen (ACK's) en hertransmissie in de juiste volgorde af, zonder gaten of duplicaten. Flowcontrol en congestiebeheersing regelen hoeveel het verstuurt. Het draagt onder meer webverkeer via HTTP/1.1 en HTTP/2, e-mail en SSH.

Verwante vergelijkingen