ASN und BGP-Routing: Wie Internetverkehr seinen Weg findet

Jedes Mal, wenn Sie eine Webseite laden, eine E-Mail senden oder einen traceroute durchführen, durchläuft Ihre Daten mehrere unabhängige Netzwerke, bevor sie ihr Ziel erreichen. Das System, das welche Netzwerke und welchen Weg Ihr Datenverkehr nimmt, wird durch zwei grundlegende Internet-Technologien gesteuert: Autonomous System Numbers (ASN) und das Border Gateway Protocol (BGP).

Was ist ein Autonomous System?

Ein Autonomous System (AS) ist ein großes Netzwerk oder eine Gruppe von Netzwerken, die von einer einzelnen Organisation betrieben werden — einem ISP, einem Cloud-Anbieter, einer Universität oder einem großen Unternehmen. Jedes AS wird durch eine eindeutige Nummer identifiziert, die als ASN bezeichnet wird. Zum Beispiel:

• AS15169 — Google
• AS13335 — Cloudflare
• AS16509 — Amazon (AWS)
• AS3356 — Lumen (Level 3), ein großer Backbone-Anbieter

Derzeit gibt es über 110.000 aktive ASNs im Internet. Jedes kontrolliert, wie der Datenverkehr innerhalb seines eigenen Netzwerks geroutet wird und wie es sich mit anderen Netzwerken verbindet.

Wie funktioniert BGP

BGP ist das Routing-Protokoll, das autonome Systeme verwenden, um Erreichbarkeitsinformationen auszutauschen. Man kann es sich wie das Postrouting-System des Internets vorstellen. Jedes AS kündigt seinen Nachbarn an, welche IP-Adressbereiche (Präfixe) es erreichen kann. Diese Ankündigungen verbreiten sich im Internet und bauen eine globale Routing-Tabelle auf, die jeder Router verwendet, um Weiterleitungsentscheidungen zu treffen.

Wenn Ihre Daten von AS-A nach AS-C reisen müssen, bestimmt BGP den Weg. Wenn AS-A direkt mit AS-C peert, nimmt der Datenverkehr eine direkte Route. Falls nicht, kann er durch AS-B als Transit-Anbieter laufen. BGP wählt den besten Pfad basierend auf mehreren Faktoren:

• AS-Pfad-Länge — kürzere Wege (weniger AS-Hops) werden in der Regel bevorzugt
• Lokale Präferenz — jedes AS kann Richtlinien festlegen, um bestimmte Routen zu bevorzugen (z.B. günstigeren Transit gegenüber teurem Peering)
• Geschäftsbeziehungen — Kundenrouten werden gegenüber Peer-Routen bevorzugt, diese wiederum gegenüber Transit-Routen
• Origin-Typ — Routen, die vom AS selbst stammen, werden gegenüber erlernten Routen bevorzugt

Warum ASN und BGP für die Leistung wichtig sind

BGP-Routing-Entscheidungen basieren auf Richtlinien und Geschäftsbeziehungen, nicht auf Latenz oder Leistung. Das bedeutet, dass der Weg, den Ihre Daten nehmen, nicht unbedingt der schnellste ist. Ein Paket von Paris nach Frankfurt könnte einen Router in London passieren, wenn die AS-Richtlinien diesen Weg vorsehen, was unnötige Latenz hinzufügt.

Das Verständnis, durch welche ASNs Ihr Datenverkehr läuft, hilft, Leistungsprobleme zu erklären. Häufige Szenarien sind:

• Suboptimales Routing — Datenverkehr nimmt aufgrund von BGP-Richtlinien einen geografisch längeren Weg
• Überlastete Peering-Punkte — die Verbindung zwischen zwei ASNs ist überlastet, was Paketverluste und Latenzspitzen verursacht
• Route Leaks — ein falsch konfiguriertes AS kündigt versehentlich Routen an, die es nicht sollte, und leitet den Datenverkehr durch unbeabsichtigte Wege um
• AS-Path-Prepending — ein AS macht seinen Pfad absichtlich länger, um eingehenden Datenverkehr zu beeinflussen, was Ihre Route beeinflussen kann

Wie Traceroute BGP-Routing offenbart

Wenn Sie einen traceroute durchführen, hat jeder Hop eine IP-Adresse, die zu einem bestimmten AS gehört. Durch die Zuordnung von IP-Adressen zu ihren ASNs können Sie genau sehen, welche Netzwerke Ihr Datenverkehr durchläuft und wo er von einem AS zum nächsten wechselt. Diese AS-Grenzen sind oft die Stellen, an denen sich die Leistung ändert — zum Besseren oder Schlechteren.

Tools wie TraceMapper lösen automatisch ASN-Informationen für jeden Hop auf und zeigen Ihnen den Betreibername und die AS-Nummer zusammen mit Latenz- und Geolokalisierungsdaten. Das macht es einfach zu erkennen, welches Netzwerk für ein Leistungsproblem verantwortlich ist.

Zentrale Erkenntnisse

• Das Internet ist ein Netzwerk von Netzwerken, die jeweils durch eine ASN identifiziert werden
• BGP bestimmt den Weg zwischen ASNs basierend auf Richtlinien, nicht auf Leistung
• Leistungsprobleme treten häufig an AS-Grenzen (Peering- und Transitpunkte) auf
• Traceroute mit ASN-Auflösung zeigt, welche Netzwerke Ihren Datenverkehr tragen
• Das Verständnis von ASN und BGP gibt Ihnen das Vokabular, um Routing-Probleme zu diagnostizieren und effektiv mit Netzwerkbetreibern zu kommunizieren

Beim nächsten Mal, wenn Sie eine hohe Latenz in einem traceroute feststellen, prüfen Sie, wo die AS-Grenzen sind. Die Engstelle liegt oft beim Übergang zwischen zwei Netzwerken — und zu wissen, welche Netzwerke beteiligt sind, ist der erste Schritt, um das Problem zu lösen.