AS / ASN / การกำหนดเส้นทาง BGP — เข้าใจโครงสร้างหลักของอินเทอร์เน็ต

I. AS คืออะไร — Autonomous System

AS (Autonomous System) คือเครือข่ายหนึ่งหรือกลุ่มเครือข่ายที่อยู่ภายใต้นโยบายการกำหนดเส้นทางเดียวกันจากผู้ดูแลรายเดียว ภายใน AS จะใช้โปรโตคอลกำหนดเส้นทางใด (OSPF / IS-IS) ก็เป็นเรื่องของ AS นั้นเอง แต่ระหว่าง AS ด้วยกันจะใช้ BGP เพื่อประกาศ IP prefix ต่อสาธารณะ

• ISP รายใหญ่ก็เป็น AS ในตัวเอง (China Telecom AS4134, China Unicom AS4837, China Mobile AS9808)
• ผู้ให้บริการคลาวด์รายใหญ่ก็เป็น AS หนึ่ง (Google AS15169, Cloudflare AS13335, AWS AS16509)
• มหาวิทยาลัย หน่วยงานรัฐ และองค์กรขนาดใหญ่สามารถมี AS ของตัวเองได้
• IP ของผู้ใช้อินเทอร์เน็ตบ้านทั่วไปถูกแบ่งมาจาก AS ของ ISP — ผู้ใช้ปลายทางไม่จำเป็นต้องมี AS ของตัวเอง

1.1 ใครเป็นผู้จัดสรร ASN

ASN (หมายเลข AS) อยู่ภายใต้การดูแลของหน่วยงานจดทะเบียนอินเทอร์เน็ตระดับภูมิภาค (RIR) 5 แห่ง:

เดิมที ASN มีขนาด 16 บิต (0-65535 ซึ่งเริ่มไม่พอใช้หลังปี 1996) ปัจจุบันเป็น 32 บิต (0-4294967295, RFC 6793) ทั่วโลกมีการใช้งานจริงอยู่ราว 120,000 หมายเลข

1.2 วิธีอ่าน ASN — รูปแบบต่าง ๆ

ปัจจุบันใช้แค่รูปแบบตัวเลขล้วนก็พอ จะละคำนำหน้า “AS” ก็ได้ แต่เขียนเต็มจะชัดเจนกว่า

II. BGP — “ระบบรหัสไปรษณีย์” ของอินเทอร์เน็ต

BGP (Border Gateway Protocol) ตาม RFC 4271 คือโปรโตคอลกำหนดเส้นทางเพียงหนึ่งเดียวที่ใช้ระหว่าง AS แต่ละ AS ใช้ BGP เพื่อประกาศไปยัง AS ข้างเคียงว่า “ฉันเข้าถึง IP prefix เหล่านี้ได้ และผ่านฉันไป คุณจะเข้าถึง AS ที่อยู่ถัดไปเหล่านี้ได้”

2.1 หัวใจของการประกาศ BGP: prefix + AS-PATH

Prefix                Next Hop          AS-PATH
104.16.0.0/13    203.0.113.1   AS3356 AS13335   ← ผ่าน Lumen ไปยัง Cloudflare
104.16.0.0/13    198.51.100.5   AS6939 AS13335   ← ผ่าน HE.net ไปยัง Cloudflare
8.8.8.0/24      203.0.113.1   AS3356 AS15169   ← ไปยัง Google DNS
202.106.0.0/16  198.51.100.5   AS6939 AS4847 AS4134 ← ไปยัง China Telecom ปักกิ่ง

AS-PATH คือรายการ AS ทั้งหมดที่ผ่านมาตั้งแต่ origin AS (เจ้าของ prefix) จนถึงเราเตอร์ปัจจุบัน ให้อ่านจากขวาไปซ้าย — AS ขวาสุดคือต้นทาง (origin) ส่วนซ้ายสุดคือ AS ข้างเคียง

2.2 BGP เลือกเส้นทางที่ดีที่สุดอย่างไร

เมื่อ prefix เดียวกันมีหลายเส้นทาง BGP จะเลือกตามลำดับความสำคัญต่อไปนี้ (โดยสรุป):

1. LOCAL_PREF: ยิ่งสูงยิ่งดี — ค่าความนิยมภายใน AS (เส้นทางใดถูกใช้ก่อน)
2. AS-PATH ยิ่งสั้นยิ่งดี — เส้นทางที่ผ่าน AS น้อยกว่าชนะ
3. Origin: IGP (ภายใน) > EGP > Incomplete
4. MED (Multi-Exit Discriminator): ยิ่งต่ำยิ่งดี — ค่าบ่งชี้ที่ส่งระหว่าง AS
5. eBGP > iBGP
6. IGP cost: ยิ่งต่ำยิ่งดี
7. Router ID: ยิ่งต่ำยิ่งดี (ตัวตัดสินสุดท้ายเมื่อเสมอกัน)

หมายเหตุ: BGP ไม่จำเป็นต้องเลือกเส้นทางที่เร็วที่สุด AS-PATH ที่สั้นกว่าไม่ได้แปลว่าความหน่วงทางกายภาพต่ำกว่า เส้นทางข้ามทวีปที่ผ่านเพียง 1 AS อาจช้ากว่าเส้นทางภายในเมืองเดียวกันที่ผ่าน 3 AS

III. Tier 1 / Tier 2 / Tier 3 — ลำดับชั้นของ ISP

AS ทั้งหมดแบ่งออกเป็น 3 ระดับ ตามว่าต้องจ่ายเงินซื้อ transit จาก upstream หรือไม่:

ตัวอย่างเส้นทางแพ็กเก็ตของอินเทอร์เน็ตบ้านทั่วไป: บ้านคุณ → ISP ท้องถิ่นขนาดเล็ก (Tier 3) → เครือข่ายระดับมณฑล / เมือง (Tier 2) → โครงข่ายหลักของ China Telecom (Tier 1) → Tier 1 ต่างประเทศ → เครือข่ายปลายทาง

IV. ทดสอบด้วยตัวเอง — จากบ้านไปถึง Google ผ่าน AS ใดบ้าง

ใช้ mtr -bz (BSD: traceroute -A) เพื่อดูหมายเลข AS ของทุก hop:

HOST: xxx                Loss%   Snt   Last  Avg   ASN
1.  192.168.1.1                0.0%   10   0.5  0.6   (เครือข่ายภายใน ไม่มี ASN)
2.  61.183.x.x                 0.0%   10   3.2  3.5   AS4134  China Telecom
3.  202.97.x.x                 0.0%   10   5.1  5.4   AS4134  โครงข่ายหลัก China Telecom
4.  202.97.x.x                 0.0%   10  15.2  16.1  AS4134
5.  202.97.x.x                 0.0%   10  45.3  46.0  AS4134  โหนดก่อนถึงจุดขาออก
6.  211.95.x.x                 0.0%   10 156.4 158.2  AS4134  เกตเวย์ระหว่างประเทศ
7.  72.14.215.x                0.0%   10 158.1 159.8  AS15169 เครือข่าย Google
8.  142.250.x.x                0.0%   10 159.8 161.2  AS15169 Google
9.  142.250.x.x (www.google.com)  0.0%   10 160.2 162.0  AS15169

จากผล mtr นี้ เราจะเห็นว่า:

• บ้าน → เครือข่ายท้องถิ่นของ China Telecom (AS4134, hop 2-3): < 10ms
• โครงข่ายหลักของ China Telecom (AS4134, hop 4-6): 5-150ms
• hop จากเกตเวย์ระหว่างประเทศไปยัง Google (AS15169, hop 7): พุ่งขึ้นเป็น 150+ms ทันที ← ความหน่วงขาออกต่างประเทศ
• ภายใน Google (AS15169, hop 8-9): < 5ms

จากอินเทอร์เน็ตบ้านในจีนไปยัง Google ผ่านเพียง 2 AS — AS-PATH สั้นมาก — แต่ความหน่วงทางกายภาพกลับสูง นี่คือสิ่งที่เราหมายถึงเมื่อบอกว่า “ความยาวใน BGP ไม่ใช่ความหน่วงทางกายภาพ”

V. ฝันร้ายด้านความปลอดภัย 2 ประการของ BGP — การรั่วไหลของเส้นทางและการ hijack เส้นทาง

5.1 การรั่วไหลของเส้นทาง (Route Leak)

AS หนึ่งส่งเส้นทางที่ไม่ควรส่งต่อให้ upstream ไปยัง upstream หรือ AS ข้างเคียงโดยผิดพลาด ทำให้ทราฟฟิกทั่วโลกถูกส่งไปผิดเส้นทาง ตัวอย่างคลาสสิก: ISP รายหนึ่งเข้าใจผิดว่าเส้นทางของลูกค้าเป็นเส้นทางของตัวเอง แล้วประกาศออกไปให้ทุกคน

เหตุการณ์ที่มีชื่อเสียง: ในเดือนพฤศจิกายน 2017 การรั่วไหลของเส้นทางจาก Level3 (AS3356) ส่งผลกระทบต่อลูกค้าปลายทางของ Comcast และ Verizon จำนวนมาก

5.2 BGP Hijack (การแย่งชิงเส้นทาง)

AS ที่ไม่หวังดีประกาศ IP prefix ที่ตัวเองไม่ได้เป็นเจ้าของ เมื่อ AS อื่นยอมรับการประกาศนั้น ทราฟฟิกจะถูกเบี่ยงไปยังผู้ hijack ซึ่งเปิดทางให้โจมตีแบบ MITM ปฏิเสธการให้บริการ หรือทำ DNS poisoning

เหตุการณ์สำคัญ:

• 2008: PTCL ของปากีสถานประกาศ prefix ของ YouTube ทำให้ทราฟฟิก YouTube ทั่วโลกถูกเบี่ยงไปยังปากีสถานนาน 2 ชั่วโมง
• 2018: eNet (AS10297) ประกาศ prefix DNS ของ Amazon Route 53 และ hijack ทราฟฟิกของผู้ใช้ MyEtherWallet นานราว 2 ชั่วโมง
• 2022: RTCOMM ของรัสเซีย hijack prefix ของ Twitter ในช่วงเวลาสั้น ๆ

5.3 การป้องกัน — RPKI ลงลายเซ็นให้เส้นทาง

RPKI (Resource Public Key Infrastructure) ในชุด RFC 6480 ช่วยให้ผู้ถือครอง IP prefix ที่ชอบธรรมลงลายเซ็นด้วยวิทยาการเข้ารหัสว่า “prefix นี้ต้องมาจาก AS นี้เท่านั้น” เราเตอร์ BGP ที่รองรับ RPKI จะทิ้งเส้นทางที่ไม่มีลายเซ็นหรือลายเซ็นไม่ถูกต้อง

ปัจจุบัน IPv4 prefix ราวครึ่งหนึ่งทั่วโลกลงลายเซ็น RPKI แล้ว และสัดส่วนยังเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อคุณตรวจสอบ IP บน cleanip.io การ์ด “ข้อมูล AS” จะแสดงสถานะ RPKI: valid / invalid / not-found

VI. วิธีตรวจสอบว่า IP หรือโดเมนอยู่ใน ASN ใด

6.1 ตรวจสอบโดยตรงบน cleanip.io

เข้า https://cleanip.io/8.8.8.8 หรือ https://cleanip.io/AS15169 ได้เลย — เราแสดงข้อมูล ASN ครบถ้วน วันที่จดทะเบียน ช่วง IP upstream/downstream และการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์

6.2 การแสดงภาพ BGP บน cleanip.io

/asn-graph วาดโทโพโลยี BGP ของ ASN ใดก็ได้ — ตั้งแต่ Origin ผ่าน Tier 2 ไปจนถึง Tier 1 ให้เห็นได้ทันทีว่าใคร peer กับใคร

/asn-history แสดงประวัติความเป็นเจ้าของของ IP / CIDR — CIDR หนึ่งเคยอยู่ภายใต้ AS ใดบ้างในอดีต และเปลี่ยนไปเมื่อใด

6.3 เครื่องมือบรรทัดคำสั่ง

$ whois -h whois.cymru.com " -v 8.8.8.8"
AS      | IP        | BGP Prefix    | CC | Registry | Allocated  | AS Name
15169   | 8.8.8.8   | 8.8.8.0/24    | US | arin     | 1992-12-01 | GOOGLE, US

$ curl https://api.bgpview.io/ip/8.8.8.8 | jq
{
  "data": {
    "ip": "8.8.8.8",
    "prefixes": [{
      "asn": { "asn": 15169, "name": "Google LLC" },
      "prefix": "8.8.8.0/24"
    }]
  }
}

VII. ตาราง ASN ที่พบบ่อย

VIII. ทำไมเรื่องนี้จึงสำคัญกับผู้ใช้ทั่วไปด้วย

• ระบบควบคุมความเสี่ยงจะดู ASN เมื่อให้คะแนนความน่าเชื่อถือของ IP — ASN ของดาต้าเซ็นเตอร์ (ผู้ให้บริการคลาวด์/VPN) มักได้คะแนนต่ำกว่า ส่วน ASN อินเทอร์เน็ตบ้าน (China Telecom / Unicom) ได้คะแนนสูงกว่า
• เมื่อเลือก CDN สำหรับทราฟฟิกข้ามพรมแดน ให้ดูระยะห่างระดับ AS ระหว่าง ASN ของผู้ใช้เป้าหมายกับโหนดของ CDN — cleanip.io บอกได้ในการตรวจสอบครั้งเดียวว่า IP อยู่ใน AS ใด
• เมื่อถูกโจมตีแบบ DDoS ASN คือเบาะแสแรกในการสืบหาต้นทาง — เช่น “ทราฟฟิกโจมตีส่วนใหญ่มาจากดาต้าเซ็นเตอร์ AS46562 Performive”
• เมื่อเลือก VPN ให้ดูว่าเซิร์ฟเวอร์ตั้งอยู่บน ASN ของ IDC รายใด — ดูการสืบย้อน VPNเพื่ออ่านรายละเอียด