ルーティング最新動向〜4バイトAS〜

2007.06.14 高知工科大学/ナインレイヤーズ菊池豊 1
ルーティング最新動向
〜 4バイトASと経路爆発〜

道しるべ
• 4-octet ASN 概要
• BGP の 4-octet ASN 拡張
• 運用上の問題
• 相互接続試験

4bytes (octet) ASN とは
• BGPでは経路制御の単位にASを使います
– AS (Autonomous System)
– RFC4271 (Rekhter, Y. et al, 2006)
• ASを区別するためにAS番号を用います
– インターネット全体でユニークな番号
• これは 2 bytes (octet) で表現してきました
• 足りなくなりそう…
– 4bytes (octet) のAS番号が登場！
• 以降「4-octet ASN」で用語を統一

2 octet AS番号が足りない
• IANA プールの残りが2万個ぐらい
– IANA ─allocation→ RIR
– RIR ─assignment→ AS (ISP)
• Assignment で大きな無駄は出ないはず
– RIR が順番に割り当てれば良いから
– これが IP アドレス空間と違う
• 予想では 2010〜2014 に枯渇

AS番号 allocation 状況
• http://www.potaroo.net/tools/asns/

AS番号 assignment 状況

AS番号枯渇予想

4-octet ASN 登場
• RFC4893 になりました
– BGP Support for Four-octet AS Number
Space
– Standard Track
• ちなみに、初出は…
– draft-chen-as4bytes-00.txt (2000-11-15)
– 2-octet と 4-octet との相互運用がほとんど
考慮されていない提案
– この時からタイトルは byte で本文が octet

4-octet ASN 割当開始
• APNIC では
– 2007-01-01 より、希望者に 4-octet ASN を
• 黙って要求すると従来通り 2-octet ASN が来る
– 2009-01-01 より、希望者に 2-octet ASN を
• 黙って要求すると 4-octet ASN が来る
– 2010-01-01 より、4-octet ANS のみ
– http://www.apnic.net/docs/policy/proposals/prop-
032-v002.html
• 他の RIR でも
– ARIN, RIPE, LACNIC も 2007-01-01 より開始

すでに流れています
Network Next Hop Path
*> 84.205.88.0/24 xxx.yyy.zzz.148 ppp 2914 12654 23456 i
* xxx.yyy.zzz.180 ppp 2914 12654 23456 i
*> 145.125.0.0/20 xxx.yyy.zzz.148 ppp 10026 3257 1103 1125 23456 i
* xxx.yyy.zzz.180 ppp 1239 3549 1103 1125 23456 i
* 203.10.62.0 xxx.yyy.zzz.180 ppp 10026 4637 1221 23456 i
*> xxx.yyy.zzz.148 ppp 10026 4637 1221 23456 i
• 某地域IXで受け取っている経路
– AS23456 に注目

未来予想図
2
2
2
2
2-octet ASN だけの
AS_PATH
過去
正確に言うと
2006.12.31 以前
4
2
4バイト対応
4バイト未対
応
4
4
4
4
4-octet ASN だけの
AS_PATH
未来
野望達成！
移行中はどうする・どうなる？

IPv6 deployment との違い
• IPv6 は IPv4 と独立
– 各々の空間が存在する
– IPv6 を入れて IPv4 が停まる心配はない
• BGP の場合は新旧混在
– ASN が 2-octet / 4-octet
– ルータが 4-octet 対応 / 非対応
– 下手すると全部一斉に停まる
• それはすごいことになるぞ！

道しるべ

4-octet への拡張
• OPEN メッセージ
– Capability option: 65
• オプション内に 4-octet の自ASNを付加
• UPDATE メッセージ
– 属性の追加・変更
• AS_PATH, AS4_PATH
• AGGREGATOR, AS4_AGGRETATOR

4-octet ASN の範囲と表現
• 4-octet ASN の表現可能範囲
– 0〜232-1 (0〜4,294,967,295)
• 従来は 0〜216-1 (0〜65535)
• もう、ASNの残りについては一生心配ない？
• 4-octet ASN の表現方法
– 上位と下位の octet をそれぞれ10進数で表記
• 上位と下位とはピリオドで繋ぐ
– 例：12.34, 12345.54321
• 表現可能範囲は 0.0〜65535.65535 となる

2-octet ASN から
4-octet ASN への変換
• 上位 octet を 0 にする
– 例：12345 → 0.12345
• このような 4-octet ASN は「2-octet
ASN にmappable（射影可能）である」
と言う

4-octet ASN から
2-octet ASN への変換
• Mappable な場合は、上位 octet を削除
– 例：0.24229 → 24229
– これができるから mappable と呼ぶ
• そうでない場合は 23456 とする
– 例：1.0 → 23456
– 例：12.34 → 23456
– 例：12345.54321 → 23456
• うそぉ！

2-4 ASN 射影関係
2-octet ASN 4-octet ASN
23456
(AS_TRANS)
12345 0.12345
mappable
non-mappable

AS_TRANS
• Mappable でない 4-octet ASN を表現
– IANA から 23456 が assign された
– もちろん通常の AS には assign しない
• ASN の情報が縮退してしまう
– 一般に 4 → 2 → 4 とやると元に戻らない
• 戻るのは mappable な場合のみ
– なのでプロトコルに工夫が必要

用語
• New BGP speaker / Old BGP speaker
– 4-octet ASN 対応ルータ／非対応ルータ
• 本資料中では BGP を省略して New/Old speaker と記述
• 図表中でルータを表すときは「4」「2」と記述
• Mappable ASN
– 要するに 0.0〜0.65535 のこと
• 4-octet only ASN
– Non-mappable な 4-octet ASN をこう呼ぶ場合が
ある
– 要するに 1.0〜65535.65535 のこと

OPEN メッセージ
• 従来の My AS には以下を入れる
– 2-octet ASN なら自ASを入れる
• Old speaker（未対応ルータ）からは従来通りに見える
– 4-octet ASN なら AS_TRANS (23456) を
• Old speaker（未対応ルータ）からは AS23456 に見える
• Capability option をつける
– 65: 4-octet ASN 対応可能を示す
• 自ASNはこの capability option に入れる
– 設定上、相手が Old speaker の場合には、実装に
よってはこのように振る舞わない（後述）

Peering Establish
2 2
おいらは普通
おいらは普通
4 2
対応ながで！
普通さ
いかんちや
知らんかったがや
お隣は
23456でないかい
4 4
対応ながで！
対応するたい！
たまぁるか！
知っちょったがや知っとったと

UPDATE メッセージ
4 2
2 2
AS_PATH は
2-octet ASN のみで
4 4
AS_PATH は
4-octet ASN のみで
この場合が問題

AS4_PATH 属性
• 4-octet ASN を Old speaker に渡す
– AS_PATH 属性には AS_TRANS を使う
4
New BGP speaker
2
Old BGP speaker
AS 11.11 AS 100
AS_PATH: 100
AS_PATH: 23456
AS4_PATH: 11.11

AS4_PATHを貰ったら (1/3)
• 4-octet 未対応ルータの場合
– AS4_PATH には触らず素通し
• optional transitive な属性なので…
4 2
AS 13.13 AS 11
AS_PATH: 23456
AS4_PATH: 13.13
4
AS_PATH: 11 - 23456
AS4_PATH: 13.13
AS 99.99
注目！

• 4-octet 対応ルータの場合
– 4-octet ASN の経路を再構成
• AS_PATH と AS4_PATH との経路情報から
4 2
AS 13.13 AS 11
AS_PATH: 23456
AS4_PATH: 13.13
4
AS_PATH: 11 - 23456
AS4_PATH: 13.13
AS 99.99
注目！
4
AS_PATH: 99.99 - 0.11 - 13.13
AS 14.14

• 後続が 4-octet 非対応ルータの場合
– 4-octet ASN の経路を2通りで広告
• AS_PATH と AS4_PATH で…
4 2
AS 13.13 AS 11
AS_PATH: 23456
AS4_PATH: 13.13
4
AS_PATH: 11 - 23456
AS4_PATH: 13.13
AS 99.99
注目！
AS4_PATH: 99.99 - 0.11 - 13.13
AS 14
2
AS_PATH: 23456 - 11 - 23456

ああ、勘違い (1/3)
• AS_PATH には 2-octet ASN が、
AS4_PATH には 4-octet ASN が入る
• 訂正：[new]→[new]の場合には AS_PATH
に 4-octet ASN が入る
4 4
AS 11.11 AS 22.22
AS_PATH: 11.11
AS_PATH: 22.22
4 4
AS 11.11 AS 22.22
AS_PATH: 23456
AS4_PATH: 11.11
AS4_PATH: 22.22
AS_PATH: 23456

• [new]→[old] と繋ぐと、必ず AS_PATH
と AS4_PATH が伝わる
• 訂正：ASN列が全て mappable な場合
は、AS_PATH のみ伝わる
4 2
AS 100 AS 200
AS_PATH: 100
AS_PATH: 200
4 2
AS 100 AS 200
AS_PATH: 200
AS4_PATH: 0.100
AS_PATH: 23456

• AS_PATH と AS4_PATH がある場合、
path 長は必ず同じになる
• 訂正：同じになるとは言えない
– Old speaker は AS_PATH を伸ばすが、
AS4_PATH はそのまま隣にパスする
– 直近の New speaker から数えて、間にあ
る Old speaker の数だけ短い

ああ、勘違い (3/3 続き)
• 下図で AS12 では長さが “2” 違う
– 直近の new speaker AS13.13 から数えて
old speaker が2つ (AS10, AS11) ある
4 2
AS 13.13 AS 10
AS_PATH: 23456
AS4_PATH: 13.13
2
AS_PATH: 10 - 23456
AS4_PATH: 13.13
AS 11
AS4_PATH: 13.13
AS 12
4
AS_PATH: 11 - 10 - 23456

AS_PATH以外の属性
• AGGREGATE属性に対しての拡張
– AS4_AGGREGATE 属性
– AS4_PATH 同様に処理
• Communities属性に対しての拡張
– 4-octet ASN も使えるように
– draft-rekhter-as4octet-ext-community-02.txt
• MED と Confederation
– New speaker から Old speaker には渡らない
• AS4_PATH 作成時に処理
– 渡ったとしても、Old speaker からは 4-octet ASN が全て
AS_TRANS に見えてしまう

道しるべ

運用上の問題
• 4-octet only AS が全て 23456 に見える
– filter の記述が困難になっていく
– TEが困難になっていく
– 等々
4 2
AS 11.11 AS 12
2
AS 13
AS4_PATH: 14.14 - 0.13 - 0.12 - 11.11
AS 14.14
4
AS_PATH: 23456 - 13 - 12 - 23456
2

四面楚歌?
4 2 4
4
4
AS 12.12
AS 11.11
AS 13.13
AS 14.14
2 2 2
2
2
AS 23456
AS 23456
AS 23456
AS 23456

やたらと prepend?
4
AS 11.11 AS 12.12
4 2
4 4
AS 13.13 AS 14.14
2
2
AS 23456
AS_PATH: 23456 - 23456 - 23456 - 23456

経路ループ?
4
AS 11.11 AS 12
4 2
4 4
AS 13 AS 14.14
2
2
2
2
AS 23456
AS 12
AS 13
AS_PATH: 23456 - 13 - 12 - 23456

New speaker 相手に
MED ができない
2 2
4 4
4
AS 11.11
AS 12.12
AS 23456
2 2
2 2
2
AS 23456
• 4-octet only ASN を区別できない
– これを防ぐため [new]→[old] ではMED値が渡され
ない

人間同士で話ができない…かも
• 今度BGPでつなぐことになりました。
12345.54321 でおねがいします
• …はぁ？
• （あ、この iDC は 4-octet 対応じゃないのか）
• じゃあ、そちらには 23456 に見えますがよろ
しく
• いや、23456 は別のお客様がお使いです。お客
様の方で正しい ASN を取得してください。
• がんばって AS 取ったのにぃ、それも英語で
• シクシクシクシク…

道しるべ

ルータ相互接続試験
• 次世代IX研究会ルータ相互接続WG
– 第12回ルータ相互接続実験
• 試験項目
– Old speaker が AS4_PATH をパスするか
– New speaker の機能は正しいか
– メモリ消費はどれぐらい増えるか
• 結果を公開してます
– http://www.distix.net/router-wg/exp12/

参加ベンダー
• ルータ
– 古河、富士通、Cisco
• Old / New BGP speaker 両方の試験
– Juniper、アラクサラ、Foundry
• Old BGP speaker 試験のみ
– Quagga (post Zebra)
• スタッフが準備
• テスタ
– アジレントテクノロジー

New speaker 試験パターン
Send to
Receive
from
New speaker Old speaker
AS_PATHに
2-octet ASN 列
AS_PATHに
2-octet ASN 列
AS4_PATH に
4-octet ASN列
AS_PATHに
4-octet ASN列
New
speaker
AS_PATH に
4-octet ASN列 4-4-4 4m-4m-2 4-4-2
Old
speaker
AS_PATHに
2-octet ASN列
AS4_PATHなし
2-4-4 2-4m-2 2-4-2
AS_PATHに
2-octet ASN列
AS4_PATH に
4-octet ASN列
4-2-4-4 発生しな
いはず…
4-2-4-2
4m は New speaker で mappable（2 octet 表現可能な）ASN を扱う場合

試験結果概要
• New speaker の機能
– OK！
• Old speaker の振る舞い
– ほとんどOK！
• 環境によっては Juniper の設定で注意が必要
• Quagga が正常に動作しない場合あり
• メモリ消費
– ま、こんなもんだろってな程度

Old speaker での
トランジット
• 隣接ASの2箇所以上
が 4-octet only ASN
の場合
– 同一 AS へのリンク
が複数本あるように
見える
4 4
AS11.11 AS12.12
AS23456
AS100
2

JUNOS 7.4 以降の場合
• 4-octet AS のトラフィックをトラン
ジットさせるには設定に工夫が必要
– 一方から受け取った経路情報を、他ASへ
送出しないのがデフォルト
• 4-octet AS が同じ 2-octet AS に見えるので、経
路情報を渡さない
• 設定に advertise-peer-as を入れる
– JUNOS 7.3 以前は不要
• デフォルトでこの設定が入っているかの動作

JUNOS 7.4 以降での対策
protocols {
bgp {
export bgp;
group as11.11 {
neighbor 192.168.1.11 {
advertise-peer-as;
peer-as 23456;
}
}
group as12.12 {
neighbor 192.168.1.12 {
advertise-peer-as;
peer-as 23456;
}
}
}
}
4 4
AS11.11 AS12.12
AS23456
AS4_PATH:
11.11
AS_PATH:
23456
AS4_PATH:
11.11
AS_PATH:
100 23456
AS100

OPEN message の
実装上の違い
• FITELnet-G21（古河）は Old speaker
として振る舞う場合がある
?
AS200
?
?
AS100
Open, My AS: 100
Open, My AS: 100
4-octet capable, AS: 0.100
Open, My AS: 100
4-octet capable, AS: 0.100

FITELnet-G21の動作
• V01.36(01) 以降で 4-octet ASN サポート
• 設定上、自ASNも相手ASNも 2-octet の場合
– Old speaker として振る舞う
– 運用上はとくに問題なし
• New speaker として振る舞わせたい場合
– 設定で変更可能
– neighbor A.B.C.D capability 4octet-as-support

オープンソース Quagga
• Zebra からの派生
– オープンソース、GPL
• stable 0.98.6, 最新は 0.99.7 (2007.04.29)
– http://www.quagga.net/
• 4-octet ASN 対応パッチ
– http://quagga.ncc.eurodata.de/
• 最新は v06.patch (2007.05.04)

Quagga の不具合
• ほとんどの場合はうまく動く
• RR から iBGP で受け取った経路を処理
できず
– quagga 0.99.6 ＋ as4-v05.patch
2
4 4
AS 100
4 4
RR
AS_PATH: 23456
AS4_PATH: 11.11
×
Quagga
iBGP
iBGP eBGP
eBGP
AS 11.11 AS 12.12

謝辞
• まほろば工房近藤邦昭さま
• インテック W&G 楠田友彦さま
• インテック・ネットコア永見健一さま
• 次世代IX研究会のみなさま
– 特に第12回相互接続実験参加のみなさま
• NSATのみなさま
– NSAT: ネットワークサービスアンドテクノロジー
ズ株式会社
• JANOG のみなさま

ルーティング最新動向〜4バイトAS〜

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