Hình 3.1: BGP sử dụng giao tức truyền tải TCP
BGP là một giao thức định tuyến ngoại miền (EGP) được sử dụng để trao đổi thông tin định tuyến giữa các bộ định tuyến trong các hệ thống tự trị (AS) khác nhau như trong hình 1.2. Thông tin định tuyến BGP bao gồm tuyến đường hoàn chỉnh đến từng điểm đến. BGP sử dụng thông tin định tuyến để duy trì cơ sở dữ liệu thông tin về khả năng truy cập mạng, thông tin này trao đổi với các hệ thống BGP khác. BGP sử dụng thông tin về khả năng truy cập mạng để xây dựng biểu đồ kết nối AS, cho phép BGP loại bỏ các vòng lặp định tuyến và thực thi các quyết định chính sách ở cấp AS.
BGP cho phép định tuyến dựa trên chính sách. Người quản trị có thể sử dụng các chính sách định tuyến để chọn trong số nhiều đường dẫn đến một điểm đến và kiểm soát việc phân phối lại thông tin định tuyến. BGP sử dụng TCP làm giao thức truyền tải, sử dụng cổng 179 để thiết lập kết nối. Chạy trên một giao thức truyền tải đáng tin cậy giúp loại bỏ sự cần thiết của BGP để thực hiện phân mảnh cập nhật, truyền lại, xác nhận và sắp xếp tuần tự.
Cũng giống như các nhà cung cấp dịch vụ đường truyền trên thế giới, các nhà cung cấp dịch vụ Internet tại Việt Nam cũng phải kết nối cùng một lúc đến rất nhiều các nhà cung cấp dịch vụ Internet ở các quốc gia khác nhau. Trên các hệ thống định tuyến ngoại biên (Border Gateway Bộ định tuyến) đi các hướng kết nối, các nhà cung cấp dịch vụ phải sử dụng giao thức BGP để kết nối với các hệ
thống định tuyến khác. Để có thể sử dụng được giao thức BGP, các doanh nghiệp phải đăng ký với Trung tâm Internet Quốc gia (VNNIC) hai thông số về tài nguyên mạng. Thứ nhất là số hiệu mạng (ASN), số hiệu mạng này là duy nhất và giúp phân biệt một mạng với các mạng trên Internet. Thông số thứ hai là các dải địa chỉ IP, các dải địa chỉ IP này sẽ được chia nhỏ, phân lớp và sau đó được gán cho các đơn vị hoặc người dùng trong mạng. Các địa chỉ IP này là duy nhất và được phép định tuyến qua Internet, điều này cũng giống như những số điện thoại của công ty, có nghĩa là khách hàng hoặc người dùng Internet từ bất kỳ đâu trên thế giới đều có thể truy cập được vào máy chủ của công ty được chỉ định địa chỉ IP này. Sau đó, một gói tin khi đi ra hoặc vào mạng sẽ được tính toán để chọn ra con đường tốt nhất để đến đích, các yếu tố về thời gian, độ tin cậy... sẽ được tính toán tự động. Trong trường hợp kết nối bị gián đoạn, giao thức BGP sẽ tự động chuyển sang hướng kết nối còn lại, điều này cho phép người dùng Internet có thể truy cập vào hoặc ra một cách tự động và trong suốt, đồng thời hệ thống sẽ được cập nhật trở lại khi kết nối kia được thiết lập lại.
BGP là giao thức vector đường đi (Path Vector). Trước khi xem xét về Path Vector thì ta xem xét xem tại sao hai phương thức định tuyến Link-State và Distance Vector lại không thích hợp cho định tuyến giữa các AS. Distance Vetor không phù hợp vì tuyến được chọn luôn là tuyến có số bước nhảy nhỏ nhất. Tuy nhiên, có nhiều trường hợp người vận hành mạng không muốn cho gói đi qua một mạng không an toàn mặc dù tuyến này là tuyến có số bước nhảy thấp nhất. Nghĩa là các bộ định tuyến chỉ thông báo số bước nhảy để đến đích chứ không chỉ ra đường đi cụ thể dẫn tới đích. Định tuyến Link-State cũng không thích hợp với định tuyến giữa các AS vì một liên mạng là quá lớn đối với giao thức định tuyến này. Để sử dụng định tuyến Link-State cho toàn bộ liên mạng yêu cầu mỗi bộ định tuyến phải lưu trữ một cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết khổng lồ, do đó mất rất nhiều thời gian để tính toán bảng định tuyến sử dụng giải thuật Dijkstra do một bộ định tuyến không thể nào nắm được toàn bộ sơ đồ mạng Internet. Định tuyến Path-Vetor khác với cả định tuyến Distance-Vector và định tuyến Link-State: mỗi
mục trong bảng định tuyến chứa địa chỉ mạng đích, bộ tuyến kế tiếp (Next Hop) và đường đi đến đích. Đường đi ở đây được thể hiện dưới dạng một danh sách các AS mà gói phải đi qua để tới đích.
Hình 3.2: Ví vụ về một phiên BGP trong cùng một AS và giữa các AS khác nhau
BGP hỗ trợ hai loại trao đổi thông tin định tuyến: trao đổi giữa các AS khác nhau và trao đổi trong cùng một AS duy nhất. Khi được sử dụng giữa các AS, BGP được gọi là BGP bên ngoài (EBGP) và các phiên BGP thực hiện định tuyến giữa các AS. Khi được sử dụng trong cùng một AS, BGP được gọi là BGP nội bộ (IBGP) và các phiên BGP thực hiện định tuyến nội AS.