O que é um sistema autônomo? | O que são ASNs?

Um sistema autônomo (AS) é uma rede muito grande ou um grupo de redes com uma única política de roteamento. A cada AS é atribuído um ASN único, que é um número que identifica o AS.

Objetivos de aprendizado

Após ler este artigo, você será capaz de:

  • Definir sistema autônomo (AS)
  • Saber mais sobre os números de AS (ASNs)
  • Saber mais sobre BGP e roteamento entre sistemas autônomos

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O que é um sistema autônomo?

A internet é uma rede de redes* e os sistemas autônomos são as grandes redes que compõem a internet. Mais especificamente, um sistema autônomo (AS) é uma grande rede ou grupo de redes que possui uma política unificada de roteamento. Todo computador ou dispositivo que se conecta à internet está conectado a um AS.

Sistemas autônomos em todo o mundo com ASNs

Imagine um AS como sendo o correio de uma cidade. A correspondência vai de uma agência postal a outra até chegar à cidade certa e a agência postal dessa cidade entregará a correspondência dentro dessa cidade. Da mesma forma, pacotes de dados cruzam a internet pulando de AS para AS até chegarem ao AS que contém seu endereço de destino o protocolo de internet (IP). Roteadores dentro desse AS enviam o pacote para o endereço de IP.

Cada AS controla um conjunto específico de endereços de IP, assim como os correios de cada cidade são responsáveis por entregar correspondências para todos os endereços dessa cidade. O intervalo de endereços de IP sobre os quais um determinado AS tem controle é chamado de "espaço de endereço de IP".

A maioria dos ASs se conecta a vários outros ASs. Se um AS se conecta a apenas um outro AS e compartilha a mesma política de roteamento, ele pode ser considerado uma sub-rede do primeiro AS.

Normalmente, cada AS é operado por uma única grande organização, como um provedor de internet (ISP), uma grande empresa de tecnologia corporativa, uma universidade ou uma agência governamental.

*Uma rede é um grupo de dois ou mais computadores conectados.

O que é uma política de roteamento de AS?

Uma política de roteamento de AS é uma lista do espaço de endereços de IP que o AS controla, mais uma lista dos outros ASs aos quais ele se conecta. Essas informações são necessárias para rotear pacotes para as redes corretas. Os ASs anunciam essas informações na internet usando o Border Gateway Protocol (BGP).

O que é espaço de endereços de IP?

Um grupo ou intervalo de endereços de IP especifico é chamado de "espaço de endereços de IP". Cada AS controla uma certa quantidade de espaços de endereços de IP. (Um grupo de endereços de IP também pode ser chamado de "bloco" de endereços de IP.)

Imagine se todos os números de telefone do mundo fossem listados em ordem e cada companhia telefônica recebesse um intervalo: A Phone Co. A controla os números de 000-0000 a 599-9999 e os números controlados pela Phone Co. B vão de 600-0000 a 999-9999. Se a Alice ligar para a Michelle, no número 555-2424, sua chamada será roteada para a Michelle através da Phone Co. A. Se ela ligar para a Jenny, no número 867-5309, sua chamada será roteada para a Jenny pela Phone Co. B.

É mais ou menos assim que o espaço de endereços de IP funciona. Suponha que a Acme Co. opera um AS e controle um intervalo de endereços de IP que inclua o endereço 192.0.2.253. Se um computador enviar um pacote para 192.0.2.253, o pacote, ao final, chegará ao AS controlado pela Acme Co. Se o computador também estiver enviando pacotes para 198.51.100.255, os pacotes vão para um AS diferente (embora possam passar pelo AS da Acme Co. no caminho).

O que são prefixos de endereços de IP?

Quando os engenheiros de rede comunicam quais endereços de IP são controlados por quais ASs, eles o fazem falando sobre os "prefixos" de endereços de IP pertencentes a cada AS. Um prefixo de endereço de IP é um intervalo de endereços de IP. Devido à forma como os endereços de IP são escritos, os prefixos de endereços de IP são expressos desta forma: 192.0.2.0/24. Isso representa os endereços de IP 192.0.2.0 a 192.0.2.255, não 192.0.2.0 a 192.0.2.24.

O que é um número de sistema autônomo (ASN)?

Cada AS recebe um número oficial, ou número de sistema autônomo (ASN), semelhante ao modo como cada empresa tem uma licença comercial com um número oficial exclusivo. Mas, diferentemente das empresas, as partes externas geralmente se referem aos ASs apenas pelo número.

Os números de AS, ou ASNs, são números exclusivos de 16 bits entre 1 e 65534 ou números de 32 bits entre 131072 e 4294967294. Eles são apresentados neste formato: AS(número). Por exemplo, o ASN da Cloudflare é AS13335. De acordo com algumas estimativas, existem mais de 90.000 ASNs em uso em todo o mundo.

Os ASNs são necessários apenas para comunicações externas com roteadores entre redes (consulte "O que é BGP?" abaixo). Os roteadores e computadores internos de um AS podem não precisar saber o número desse AS, pois estão se comunicando apenas com dispositivos dentro desse AS.

Um AS deve atender a certas qualificações antes que os órgãos administrativos que atribuem ASNs lhes forneçam um número. Ele deve ter uma política de roteamento distinta, ter um determinado tamanho e ter mais de uma conexão com outros ASs. Há uma quantidade limitada de ASNs disponíveis e se eles fossem distribuídos muito livremente, o suprimento acabaria e o roteamento se tornaria muito mais complexo.

O que é BGP?

Os AS anunciam sua política de roteamento para outros ASes e roteadores por meio do Border Gateway Protocol (BGP). O BGP é o protocolo para roteamento de pacotes de dados entre ASs. Sem essas informações de roteamento, operar a internet em grande escala rapidamente se tornaria impraticável: os pacotes de dados se perderiam ou levariam muito tempo para chegar aos seus destinos.

Cada AS usa o BGP para anunciar por quais endereços de IP eles são responsáveis e a quais outros ASs eles se conectam. Os roteadores BGP pegam todas essas informações dos ASs em todo o mundo e as colocam em bancos de dados chamados tabelas de roteamento para determinar os caminhos mais rápidos de um AS para outro. Quando os pacotes chegam, os roteadores BGP consultam suas tabelas de roteamento para determinar para qual AS o pacote deve ir em seguida.

Com tantos ASs no mundo, os roteadores BGP estão constantemente atualizando suas tabelas de roteamento. À medida que as redes ficam offline, novas redes ficam on-line e os ASs expandem ou contraem seu espaço de endereços de IP, todas essas informações precisam ser anunciadas via BGP para que os roteadores BGP possam ajustar suas tabelas de roteamento.

Por que o roteamento BGP é necessário? O IP não é usado para roteamento?

O IP, ou protocolo de internet, é de fato usado para roteamento, pois especifica para qual destino cada pacote está indo. O BGP é responsável por direcionar os pacotes na rota mais rápida até seu destino. Sem o BGP, os pacotes IP iriam saltar aleatoriamente pela internet de AS para AS, como um motorista tentando chegar ao seu destino adivinhando quais estradas pegar.

Como os sistemas autônomos se conectam?

Os ASs se conectam e trocam tráfego de rede (pacotes de dados) por meio de um processo chamado peering. Uma maneira de os ASs se conectarem é conectando-se em locais físicos chamados pontos de troca de Internet (IXPs). Um IXP é uma grande rede local (LAN) com muitos roteadores, switches e conexões a cabo.