O que é BGP e por que a Internet depende disso?


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Uma foto de cabos Ethernet conectados a um switch de rede.
POP-TAILÂNDIA / Shutterstock.com

A paralisação de seis horas do Facebook em 4 de outubro de 2021 fez com que as pessoas se esforçassem para descobrir o que estava acontecendo. Parte da resposta está em uma parte integrante da Internet chamada Border Gateway Protocol, ou BGP.

O que exatamente é o BGP?

Várias metáforas muito apropriadas foram usadas em artigos recentes para explicar o BGP. As pessoas o compararam a tudo, desde um controlador de tráfego aéreo a um mapa da Internet em constante evolução. Até foi chamada de “a fita adesiva da Internet”. E eles estão bem.

BGP é o protocolo que informa aos pedidos de dados qual caminho eles precisam seguir para chegar ao servidor. Se, por exemplo, você faz login no Facebook ou abre o aplicativo para obter seu feed, o BGP é o que orienta seu pacote de dados ao longo da rota mais rápida para recuperar esses dados para você dos servidores do Facebook.

A Cloudflare descreve o BGP como “o serviço postal da Internet”, no sentido de que escolhe a rota mais rápida e eficiente para que suas solicitações cheguem ao servidor pretendido. O BGP analisa todas as rotas disponíveis que seus dados podem seguir e, em seguida, escolhe aquela que considera a melhor.

Freqüentemente, isso significará rotear seus dados por meio dos sistemas autônomos que compõem a Internet como um todo. O BGP descobre quais sistemas se comunicam entre si e envia seus dados pelo caminho mais rápido entre eles para que possa chegar ao destino correto.

Continuando a metáfora dos correios, cada sistema autônomo na Internet é como uma agência dos correios. Mesmo que sua cidade possa ter milhares de caixas de correio, toda correspondência ainda precisa passar pelos correios antes de ser entregue.

Exemplos de sistemas autônomos na internet incluem:

  • Um provedor de serviços de Internet (ISP) como Comcast, AT&T, Verizon, etc.
  • Uma empresa como o Facebook
  • Outras grandes organizações, como governos ou universidades

Mitchell Clark, escrevendo para The Verge, compara o BGP a um mapa em constante atualização e sistemas autônomos para ilhas nesse mapa. Como existem muitas “ilhas” na Internet para construir pontes entre cada uma delas, o BGP informa onde as pontes já estão.

Na verdade, existem dois tipos de BGP:

  • BGP externo (eBGP): O protocolo usado pela Internet em geral. Em nossa metáfora dos correios, isso é semelhante ao envio internacional.
  • BGP interno (iBGP): Um protocolo BGP interno que os sistemas autônomos podem escolher para usar para rotear dados dentro de suas próprias redes. Isso é semelhante aos serviços de correio em diferentes países individuais.

Não é necessário ter o iBGP configurado para acessar o eBGP da Internet mais ampla, mas alguns sistemas autônomos, como grandes empresas de tecnologia, usam o iBGP de qualquer maneira para rotear o tráfego interno.

Como o BGP e o DNS funcionam juntos?

O BGP é o que torna possível o roteamento de dados na Internet, o que o torna a cola – ou a fita adesiva – que mantém a Internet unida. Parte da maneira como o BGP funciona é que ele anuncia rotas viáveis ​​para os dados. Se o BGP para de funcionar, essas rotas não podem ser encontradas e desaparecem da Internet, então os dados não têm para onde ir.

Isso é parte do que aconteceu no Facebook. O vice-presidente de infraestrutura do Facebook, Santosh Janardhan, colocou desta forma em seu blog, explicando a mecânica da interrupção:

“Um dos trabalhos realizados por nossas instalações menores é responder a consultas de DNS. DNS é o catálogo de endereços da Internet, permitindo que os nomes simples da Web que digitamos nos navegadores sejam traduzidos em endereços IP de servidor específicos. Essas consultas de tradução são respondidas por nossos servidores de nomes autorizados que ocupam endereços IP bem conhecidos, que por sua vez são anunciados para o resto da Internet por meio de outro protocolo chamado protocolo de gateway de fronteira (BGP). ”

Em outras palavras, o protocolo do Sistema de Nomes de Domínio (DNS) da Internet funciona como uma lista de endereços, e o BGP é o serviço postal que leva a correspondência para essas casas. A correspondência não pode ser entregue se você tiver um endereço, mas nenhuma direção para chegar em casa.

Janardhan continua:

“… Os servidores DNS desativam esses anúncios BGP se eles próprios não puderem falar com nossos centros de dados, uma vez que isso é uma indicação de uma conexão de rede não íntegra. Na recente interrupção, todo o backbone foi retirado de operação, fazendo com que esses locais se declarassem insalubres e retirassem os anúncios do BGP. O resultado final foi que nossos servidores DNS ficaram inacessíveis, embora ainda estivessem operacionais. Isso impossibilitou que o restante da Internet encontrasse nossos servidores. ”

Como o BGP pode bagunçar a Internet

Vários fatores podem afetar a rota que seus dados percorrem no mapa da Internet. O custo pode ser um, já que alguns provedores cobram pelo acesso a seus sistemas. A natureza mutável da própria Internet é outra.

Sistemas autônomos e sites podem ser movidos ou totalmente removidos do mapa da internet. Eles também podem mudar ou adicionar provedores de serviço – um exemplo pode ser uma faculdade trocando ISPs da Comcast para a AT&T. O BGP precisa atualizar regularmente as rotas que os dados podem seguir para garantir que permaneçam atualizados e que sua solicitação não chegue a um beco sem saída, ao estilo Wile E. Coyote.

Os sistemas autônomos executam atualizações do BGP sem incidentes o tempo todo. Mas quando eles dão errado, eles podem dar muito errado. Em seu artigo, Clark explica que, como o BGP foi projetado para se espalhar de um sistema para outro rapidamente, um erro pode ter um efeito cascata como o que vimos no Facebook.

Corrigindo os Bugs

De acordo com a Cloudflare, uma atualização ruim do BGP em 2004 pelo ISP TTNet da Turquia anunciou temporariamente o TTNet como o melhor destino para todo o tráfego na Internet. Isso resultou em problemas de conexão por um dia inteiro até que o problema fosse resolvido.

Incidentes como esses apontam para certas fraquezas no BGP, a saber, que os sistemas autônomos que compõem a Internet em geral confiarão implicitamente no que o BGP diz a eles ser a melhor rota para os dados. Embora as falhas não ocorram com frequência, alguns argumentaram sobre a necessidade de tornar o BGP mais seguro. Uma atualização nessa escala, no entanto, exigiria que todos os sistemas autônomos na Internet fossem atualizados de uma só vez. Isso significa que a implementação de grandes mudanças no protocolo seria um desafio, para dizer o mínimo.

O BGP é apenas um dos vários elementos que fazem a Internet funcionar. Compreender sua base pode ajudá-lo a navegar e entender interrupções e outros problemas no futuro.

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