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BGP baseado na engenharia de tráfego inter-domínio: considerações importantes

08/07/2013

Engenharia de tráfego inter-domínio tem como objetivo otimizar o desempenho do tráfego, com origem e destino em diferentes domínios administrativos. No momento, o Sistema Autônomo muda tráfegos através de protocolos de gateway exterior, sendo o padrão BGP [BGP4]. BGP oferece uma ampla gama de opções e atributos, tais como filtragem de rotas, que podem ser utilizadas de forma eficiente para a engenharia de tráfego inter-domínio. Entre as características mais importantes fornecidas pelo BGP são a manipulação de troca de tráfego entre Sistemas Autônomos (SA's) na Internet e controle de roteamento de dados. BGP segue um processo de decisão consecutiva que determina a preferência por caminhos diferentes para um determinado destino de IP ou uma rede. Os aspectos mais importantes da engenharia de tráfego inter-domínio através do BGP são:

  1. Redistribuição de Rota: manipulação de importação e exportação de rotas entre os ASes, e gestão de redistribuição entre o BGP e outros protocolos dentro de um AS.
  2. Melhor seleção de caminho: escolher o melhor caminho para um determinado destino do AS, caso haja vários caminhos disponíveis. A melhor seleção do caminho é feita através do processo de decisão do BGP consecutivo, o que leva em conta uma série de aspectos diferentes. Essencialmente, a melhor seleção do caminho via BGP envolve escolher os melhores pontos de saída do AS para certas redes de destino. O processo de seleção de caminho do BGP pode ser manipulado para configurar os parâmetros relacionados ao processo de decisão do BGP, tais como: AS-PATH, IGP métrico, locais de preferência, multi-exit-descriminator (MED), próximo-hop, rota de origem, peso, etc.

A flexibilidade para a implementação das políticas de BGP complexas, com base nas condições lógicas pré-definidas é fornecida pelos mapas de rota. Os mapas de rota são muito úteis para: controlar as políticas de importação e exportação para as rotas de entrada e saída, gerenciamento de redistribuição de rotas entre BGP e outros protocolos e impacto da seleção dos melhores caminhos, modificando os parâmetros do processo de decisão do BGP. Ao combinar os atributos BGP, os mapas de rota e lista de acesso podem implementar expressões lógicas bastante complexas, capazes de aplicar diferentes tipos de políticas.

A fim de delinear abordagens potenciais para a engenharia de tráfego inter-domínio via BGP, deve-se ter em mente que, embora o ponto de saída do tráfego seja controlável, o ponto de interligação, onde o tráfego de entrada é recebido de um par EBGP geralmente não é, a não ser quando existe um acordo específico com o par que envia do tráfego. É por isso que as redes individuais devem aplicar estratégias de engenharia de tráfego adequadas, a fim de melhorar o desempenho do fornecimento de tráfego de saída dos seus utilizadores finais para os pontos de troca de tráfego. Política de engenharia de tráfego baseada principalmente na estratégia "mais próxima" - transferindo o tráfego inter-domínio no ponto mais próximo do ponto do par para o destino AS. A maioria dos métodos de manipulação do ponto do tráfego de entrada, vem de um par EBGP, entra em uma rede (enviando MEDs, anúncios de rotas confiáveis ​​entre os pontos de peering, AS pré-pendente) ou são improdutivos, ou não reconhecidos pela comunidade peering.

Apesar de a engenharia de tráfego inter-domínio baseado no BGP ser geralmente produtiva, ainda é aplicada em um modo empírico, pois uma abordagem sistemática para o tráfego inter-domínio não foi desenvolvida ainda.

Essencialmente, tendo em conta razões técnicas e administrativas, é seguro concluir que a atual arquitetura da engenharia de tráfego inter-domínio da Internet é mais complexa do que a engenharia de tráfego intra-domínio. A preocupação técnica é que apesar do fato de que a topologia e a ligação do estado da informação provou ser bastante útil no mapeamento eficaz do tráfego, o BGP não espalha esses dados através de limites de domínio, devido à escalabilidade e preocupações com a estabilidade. Preocupação administrativa reside nas diferenças de capacidades da rede e custos operacionais que existem entre domínios. Portanto, uma solução pode ser eficaz para um domínio, mas inútil para o outro. Além disso, permitir que um domínio manipule o roteamento e gerenciamento de tráfego na rede de outro domínio não é recomendado.

Flexibilidade de seleção de pontos de saída para o roteamento inter-domínio pode ser significativamente melhorada usando túneis de engenharia de tráfego MPLS (LSPs explícito), com base no conceito de métricas relativas e absolutas. O conceito é que, os atributos do BGP sejam modificados de uma forma que obrigue o processo de decisão do BGP de determinação dos pontos de saída para o tráfego inter-domínio dependa do IGP métrico, em seguida, certa quantidade de tráfego inter-domínio direcionada para uma rede peer será forçada a preferir um ponto de saída pré-definido pelo estabelecimento de um túnel de engenharia de tráfego entre o roteador de "tomada de decisão" e o ponto de peering, e atribuindo ao túnel de engenharia de tráfego uma métrica que é menor do que o custo IGP para todos os outros pontos de peering. No caso de pares aceitos e processos MEDs, então pode-se aplicar um esquema análogo baseado no túnel de engenharia de tráfego MPLS de modo que ele prefira certos pontos de entrada. Isto pode ser conseguido estabelecendo MED para ser um custo IGP, caso tenha sido alterado pelo túnel métrico.

Assim como no caso da engenharia de tráfego intra-domínio, engenharia de tráfego inter-domínio é mais bem sucedida se a matriz de tráfego for derivada para mostrar o volume de tráfego, que flui de um AS para outro.

Normalmente, a fim de redistribuir o tráfego inter-domínio os parceiro de peering devem coordenar-se entre si. Uma política de exportação em um domínio pode afetar consideravelmente a matriz do tráfego local dentro do domínio do parceiro peering. Nesse caso, a engenharia de tráfego intra-domínio será afetada pelas modificações na distribuição espacial de tráfego. Assim, a fim de manter a estabilidade do tráfego inter-domínio, os parceiros de peering devem coordenar-se uns com os outros, antes de aplicarem quaisquer modificações políticas, que podem provocar mudanças consideráveis ​​e indesejável no tráfego inter-domínio. Essa coordenação pode certamente provar ser um pouco difícil devido às preocupações técnicas e não técnicas.

Na Noction temos integrados complexos algoritmos de engenharia de tráfego inter-domínio em um único produto - a Plataforma de Roteamento Inteligente (IRP). O sistema é projetado para avaliar automaticamente todas as rotas de rede disponíveis e selecionar o melhor desempenho de uma em termos de latência, perda de pacotes, capacidade do provedor e uso, bem como a confiabilidade histórica da rota. A IRP da Noction avalia essas métricas de desempenho com o envio de sondas através de cada um dos Provedores de Serviços conectados e a aplicação de um conjunto de algoritmos para comparar o seu desempenho. Após as melhores rotas serem calculadas, a IRP injeta os anúncios na tabela de roteamento como atualizações regulares de BGP. Ao manipular vários BGP atributos a IRP designa uma maior prioridade para os seus anúncios, a fim de substituir os já existentes.

Como resultado, a IRP permite contornar o congestionamento no segmento de rede de meia-milha, reduzir a latência e minimizar a perda de pacotes, levando a uma maior disponibilidade de rede e uma melhoria global do desempenho da rede de 30 a 50%.

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