پروتکل BGP چگونه از قطعی سرویس در دیتاسنتر جلوگیری می‌کند؟

16 مهر 1405

فاطمه آقا محمدی مقالات 0 آخرین بروزرسانی : 15 مهر 1405 زمان مطالعه : 6 دقیقه 96 0

می توانید خلاصه ای کوتاه از محتوای مقاله را با استفاده از هوش مصنوعی دریافت نمایید.

تصور کنید یکی از مسیرهای اصلی ارتباطی یک دیتاسنتر ناگهان قطع شود؛ آیا سرویس‌ها هم باید از دسترس خارج شوند؟ اینجاست که BGP وارد عمل می‌شود. این پروتکل با انتخاب بهترین مسیر و هدایت ترافیک به مسیرهای جایگزین، به دیتاسنترها کمک می‌کند حتی هنگام قطعی شبکه نیز ارتباط خود را حفظ کنند. اما BGP چطور این کار را انجام می‌دهد و چه چالش‌هایی در مسیر Failover وجود دارد؟

پروتکل BGP چیست؟

پروتکل Border Gateway Protocol نقش مسیریابی بین شبکه‌ها را دارد و بهترین مسیر انتقال داده‌ها را تعیین می‌کند. BGP تصمیم می‌گیرد که بهترین مسیر کدام است و در صورت بروز قطعی یا ترافیک پویا، مسیرهای پشتیبان را جایگزین می‌کند. نحوه عملکرد BGP شامل برقراری ارتباطات، تبادل اطلاعات مسیریابی، انتخاب مسیر و… است.

چرا BGP در مراکز داده اهمیت دارد؟

مراکز داده مدرن به شدت به پروتکل BGP وابسته هستند و دسترسی پذیری آنها بر پایه این پروتکل بنا شده است. زمانی که یک مرکز داده به چندین اپراتور متصل شود، BGP نقش مدیریت و بررسی ترافیک ورودی و خروجی را بر عهده دارد. از دیگر قابلیت‌های این پروتکل برای مراکز داده می‌توان به Peering مستقیم با ارائه دهندگان، استراتژی هیبریدی و چند ابری اشاره داشت.

بیشتر بخوانید: آشنایی با پروتکل‌های روتینگ

عملکرد BGP در قطعی دیتاسنترها

وقتی که در یک مرکز داده قطعی یا مشکلات اتصال ایجاد می‌شود، BGP برای مدیریت Failover وارد میدان خواهد شد. BGP مدیریت این شرایط را با کمک route advertisements، traffic rerouting و اولویت بندی مبتنی بر ویژگی‌ها انجام می‌دهد. هر سه این موارد در کنار هم شرایطی را ایجاد می‌کنند که اطمینان حاصل شود سرویس آنلاین باقی می‌ماند و ترافیک به درستی منتقل می‌شود.

Route Advertisements

Route Advertisements نقش اطلاع رسان را دارد و به روترهای دیگر درباره دسترسی پذیری شبکه اطلاعات می‌دهد. در حالت عادی و زمانی که قطعی وجود ندارد، این اطلاعات به روترها کمک می‌کند تا بهترین و راحت‌ترین مسیر پیدا شود. اما اگر یکی از مسیرها دچار مشکل شود، BGP به طور خودکار اطلاعات مسیر را تغییر می‌دهد و مسیر خراب را حذف می‌کند.

برای این که عملکرد این پروتکل در پیدا کردن مسیر مناسب بهتر شود، ابزارهایی مانند IP SLA tracking، برای پایش سلامت با آن ترکیب می‌شوند.

Setting Route Preferences

تعیین اولویت مسیرها توسط BGP با استفاده از ویژگی‌ها انجام می‌شود. در انتخاب بین چند مرکز داده، برای این که یک مسیر اولویت بیشتری داشته باشد، باید مقدار Local Preference را بیشتر تعیین کرد تا روترها آن مسیر را اولویت قرار دهند. در صورتی که این مسیر اصلی در دسترس نباشد، مسیر دیتاسنتر پشتیبان انتخاب خواهد شد.

Real-Time Traffic Rerouting

وقتی مسیری در شبکه با قطعی مواجه می‌شود، BGP اطلاعات مسیر خراب را فقط به همان روتر اطلاع نمی‌دهد، بلکه به تمام روترهای همسایه اطلاع رسانی می‌کند تا آنها هم مسیر غلط را از جدول مسیریابی خود پاک کنند.

Failover چیست؟ Failover یعنی وقتی یک سرور، شبکه یا قطعه اصلی از کار می‌افتد، سیستم به‌ صورت خودکار به سرور یا مسیر پشتیبان منتقل می‌شود تا سرویس قطع نشود.

چالش‌های BGP Failover در دیتاسنترها

BGP همیشه عملکرد بی نقصی ندارد و مواقعی با چالش‌هایی مواجه می‌شود. این موارد بیشتر در تنظیمات چند مرکز داده‌ای مشاهده می‌شود.

تاخیرهای Convergence

مدت زمانی که شبکه برای تشخیص خرابی و انتقال به مسیرهای پشتیبان نیاز دارد، زمان تأخیرهای Convergence نامیده می‌شود و یکی از مشکلات BGP است. برای درک بهتر باید گفت که عملکرد BGP به صورت مرحله به مرحله است. روترها فقط بهترین مسیر را advertise می‌کنند، در صورت مشکل در یک مسیر، روتر آن مسیر را withdraw می‌کند. در قدم بعد مسیرهای جایگزین بررسی شده و به بقیه روترها اطلاع داده می‌شود، همه این کارها کمی زمان‌بر است.

برای این مشکل راه‌هایی مانند (شناسایی خطا در کمتر از یک ثانیه) BFD، (قرار دادن مسیرهای اصلی و پشتیبان در جدول) PIC، کاهش MRAI (کاهش زمان به روز رسانی‌ها) و (اشتراک گذاری مسیرها از قبل) Advertising best-external paths وجود دارد.

مشکلات پیکربندی

مدیریت و برنامه ریزی BGP در چند مرکز داده، پیچیدگی‌های خود را دارد که باید دقت و برنامه ریزی زیادی داشت تا عملکرد آن بدون مشکل باشد. برای این که مدیریت پروتکل‌ها راحت‌تر باشد، بهتر است از EBGP استفاده شود. در کنار این موضوع وجود ASNهای منظم باعث می‌شود که بخش‌های شبکه قابل تشخیص شوند.

در قدم بعد، شبیه سازی مشکلات قطعی‌های شبکه برای آزمایش عملکرد BGP نیاز است.

نگرانی‌های امنیت ملی

BGP محافظت نشده، مشکلات و نگرانی‌هایی برای نهادها و سازمان‌های نظارتی دارد. این پروتکل می‌تواند برای آسیب به زیر ساخت‌های حیاتی مورد استفاده قرار گیرد و امروزه به دنبال راه‌هایی برای افزایش امنیت آن هستند. از جمله فناوری‌هایی که برای افزایش امنیت و اعتماد به BGP معرفی شده‌اند شامل، اعتبارسنجی مبدا مسیر یا RPKI، شفافیت و پاسخ گویی، MANRS و.. است.

در نهایت

BGP یکی از مهم‌ترین پروتکل‌ها برای حفظ پایداری و دسترسی‌ پذیری شبکه در دیتاسنترها است. این پروتکل با انتخاب بهترین مسیر و مدیریت Failover، کمک می‌کند ترافیک حتی هنگام قطعی یک مسیر نیز به مقصد برسد. البته عملکرد مطمئن BGP به پیکربندی دقیق، مانیتورینگ مداوم و توجه به مسائل امنیتی وابسته است. بنابراین، استفاده درست از BGP می‌تواند نقش مهمی در کاهش قطعی و افزایش پایداری زیرساخت شبکه داشته باشد.