Internet Engineering Task Force (IETF)                         K. Sriram
Request for Comments: 7908                                 D. Montgomery
Category: Informational                                          US NIST
ISSN: 2070-1721                                             D. McPherson
                                                            E. Osterweil
                                                          Verisign, Inc.
                                                              B. Dickson
                                                               June 2016

Problem Definition and Classification of BGP Route Leaks




A systemic vulnerability of the Border Gateway Protocol routing system, known as "route leaks", has received significant attention in recent years. Frequent incidents that result in significant disruptions to Internet routing are labeled route leaks, but to date a common definition of the term has been lacking. This document provides a working definition of route leaks while keeping in mind the real occurrences that have received significant attention. Further, this document attempts to enumerate (though not exhaustively) different types of route leaks based on observed events on the Internet. The aim is to provide a taxonomy that covers several forms of route leaks that have been observed and are of concern to the Internet user community as well as the network operator community.


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Table of Contents


   1.  Introduction  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   3
   2.  Working Definition of Route Leaks . . . . . . . . . . . . . .   3
   3.  Classification of Route Leaks Based on Documented Events  . .   4
     3.1.  Type 1: Hairpin Turn with Full Prefix . . . . . . . . . .   4
     3.2.  Type 2: Lateral ISP-ISP-ISP Leak  . . . . . . . . . . . .   5
     3.3.  Type 3: Leak of Transit-Provider Prefixes to Peer . . . .   5
     3.4.  Type 4: Leak of Peer Prefixes to Transit Provider . . . .   5
     3.5.  Type 5: Prefix Re-origination with Data Path to
           Legitimate Origin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   6
     3.6.  Type 6: Accidental Leak of Internal Prefixes and More-
           Specific Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   6
   4.  Additional Comments about the Classification  . . . . . . . .   7
   5.  Security Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   7
   6.  Informative References  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   7
   Acknowledgements  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
   Authors' Addresses  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
1. Introduction
1. はじめに
   Frequent incidents [Huston2012] [Cowie2013] [Toonk2015-A]
   [Toonk2015-B] [Cowie2010] [Madory] [Zmijewski] [Paseka] [LRL] [Khare]
   that result in significant disruptions to Internet routing are
   commonly called "route leaks".  Examination of the details of some of
   these incidents reveals that they vary in their form and technical
   details.  In order to pursue solutions to "the route-leak problem" it
   is important to first provide a clear, technical definition of the
   problem and enumerate its most common forms.  Section 2 provides a
   working definition of route leaks, keeping in view many recent
   incidents that have received significant attention.  Section 3
   attempts to enumerate (though not exhaustively) different types of
   route leaks based on observed events on the Internet.  Further,
   Section 3 provides a taxonomy that covers several forms of route
   leaks that have been observed and are of concern to the Internet user
   community as well as the network operator community.  This document
   builds on and extends earlier work in the IETF [ROUTE-LEAK-DEF]
2. Working Definition of Route Leaks
2. ルートリークの実用的な定義

A proposed working definition of "route leak" is as follows:


A route leak is the propagation of routing announcement(s) beyond their intended scope. That is, an announcement from an Autonomous System (AS) of a learned BGP route to another AS is in violation of the intended policies of the receiver, the sender, and/or one of the ASes along the preceding AS path. The intended scope is usually defined by a set of local redistribution/filtering policies distributed among the ASes involved. Often, these intended policies are defined in terms of the pair-wise peering business relationship between ASes (e.g., customer, transit provider, peer). For literature related to AS relationships and routing policies, see [Gao], [Luckie], and [Gill]. For measurements of valley-free violations in Internet routing, see [Anwar], [Giotsas], and [Wijchers].

ルートリークとは、意図した範囲を超えてルーティングアナウンスが伝播することです。つまり、学習したBGPルートの自律システム(AS)から別のASへのアナウンスは、レシーバー、センダー、および/または先行するASパスに沿ったASの1つの意図されたポリシーに違反しています。意図されたスコープは通常、関係するAS間で配布される一連のローカル再配布/フィルタリングポリシーによって定義されます。多くの場合、これらの意図されたポリシーは、AS(たとえば、顧客、トランジットプロバイダー、ピア)間のペアワイズピアリングビジネス関係の観点から定義されます。 AS関係とルーティングポリシーに関連する文献については、[Gao]、[Luckie]、および[Gill]を参照してください。インターネットルーティングにおける谷のない違反の測定については、[Anwar]、[Giotsas]、および[Wijchers]を参照してください。

The result of a route leak can be redirection of traffic through an unintended path that may enable eavesdropping or traffic analysis and may or may not result in an overload or black hole. Route leaks can be accidental or malicious but most often arise from accidental misconfigurations.


The above definition is not intended to be all encompassing. Our aim here is to have a working definition that fits enough observed incidents so that the IETF community has a basis for developing solutions for route-leak detection and mitigation.


3. Classification of Route Leaks Based on Documented Events
3. 文書化されたイベントに基づくルートリークの分類

As illustrated in Figure 1, a common form of route leak occurs when a multihomed customer AS (such as AS3 in Figure 1) learns a prefix update from one transit provider (ISP1) and leaks the update to another transit provider (ISP2) in violation of intended routing policies, and further, the second transit provider does not detect the leak and propagates the leaked update to its customers, peers, and transit ISPs.


                                      /\              /\
                                       \ route leak(P)/
                                        \ propagated /
                                         \          /
              +------------+    peer    +------------+
        ______| ISP1 (AS1) |----------->|  ISP2 (AS2)|---------->
       /       ------------+  prefix(P) +------------+ route leak(P)
      | prefix |          \   update      /\        \  propagated
       \  (P)  /           \              /          \
        -------   prefix(P) \            /            \
                     update  \          /              \
                              \        /route leak(P)  \/
                              \/      /
                           | customer(AS3) |

Figure 1: Basic Notion of a Route Leak


This document proposes the following taxonomy to cover several types of observed route leaks while acknowledging that the list is not meant to be exhaustive. In what follows, the AS that announces a route that is in violation of the intended policies is referred to as the "offending AS".


3.1. Type 1: Hairpin Turn with Full Prefix
3.1. タイプ1:完全なプレフィックスの付いたヘアピンターン

Description: A multihomed AS learns a route from one upstream ISP and simply propagates it to another upstream ISP (the turn essentially resembling a hairpin). Neither the prefix nor the AS path in the update is altered. This is similar to a straightforward path-poisoning attack [Kapela-Pilosov], but with full prefix. It should be noted that leaks of this type are often accidental (i.e., not malicious). The update basically makes a hairpin turn at the offending AS's multihomed AS. The leak often succeeds (i.e., the leaked update is accepted and propagated) because the second ISP prefers customer announcement over peer announcement of the same prefix. Data packets would reach the legitimate destination, albeit via the offending AS, unless they are dropped at the offending AS due to its inability to handle resulting large volumes of traffic.

説明:マルチホームASは、1つの上流ISPからのルートを学習し、それを単に別の上流ISPに伝搬します(ターンは基本的にヘアピンに似ています)。更新のプレフィックスもASパスも変更されません。これは単純なパスポイズニング攻撃[Kapela-Pilosov]に似ていますが、完全なプレフィックスが付きます。このタイプのリークは、多くの場合偶発的です(つまり、悪意のないものです)。このアップデートは、基本的には問題のASのマルチホームASでヘアピンを回転させます。 2番目のISPは同じプレフィックスのピアアナウンスよりも顧客アナウンスを優先するため、リークはしばしば成功します(つまり、リークされた更新が受け入れられて伝播されます)。データパケットは、結果の大量のトラフィックを処理できないために問題のASでドロップされない限り、問題のASを経由しても正当な宛先に到達します。

o Example incidents: Examples of Type 1 route-leak incidents are (1) the Dodo-Telstra incident in March 2012 [Huston2012], (2) the VolumeDrive-Atrato incident in September 2014 [Madory], and (3) the massive Telekom Malaysia route leak of about 179,000 prefixes, which in turn Level3 accepted and propagated [Toonk2015-B].

o インシデントの例:タイプ1ルートリークインシデントの例は、(1)2012年3月のDodo-Telstraインシデント[Huston2012]、(2)2014年9月のVolumeDrive-Atratoインシデント[Madory]、および(3)大規模なTelekomマレーシアです。約179,000のプレフィックスのルートリーク、これはLevel3を受け入れて伝播しました[Toonk2015-B]。

3.2. Type 2: Lateral ISP-ISP-ISP Leak
3.2. タイプ2:ラテラルISP-ISP-ISPリーク

Description: The term "lateral" here is synonymous with "non-transit" or "peer-to-peer". This type of route leak typically occurs when, for example, three sequential ISP peers (e.g., ISP-A, ISP-B, and ISP-C) are involved, and ISP-B receives a route from ISP-A and in turn leaks it to ISP-C. The typical routing policy between laterally (i.e., non-transit) peering ISPs is that they should only propagate to each other their respective customer prefixes.

説明:ここでの「ラテラル」という用語は、「非トランジット」または「ピアツーピア」と同義です。このタイプのルートリークは通常、たとえば、3つの連続するISPピア(ISP-A、ISP-B、ISP-Cなど)が関与し、ISP-BがISP-Aからルートを受信して​​リークする場合に発生します。 ISP-Cに送信します。横方向(つまり、非トランジット)のピアリングISP間の一般的なルーティングポリシーは、相互にそれぞれのカスタマープレフィックスのみを伝播する必要があるというものです。

o Example incidents: In [Mauch-nanog] and [Mauch], route leaks of this type are reported by monitoring updates in the global BGP system and finding three or more very large ISPs' Autonomous System Numbers (ASNs) in a sequence in a BGP update's AS path. [Mauch] observes that its detection algorithm detects for these anomalies and potentially route leaks because very large ISPs do not, in general, buy transit services from each other. However, it also notes that there are exceptions when one very large ISP does indeed buy transit from another very large ISP, and accordingly, exceptions are made in its detection algorithm for known cases.

o インシデントの例:[Mauch-nanog]と[Mauch]では、このタイプのルートリークは、グローバルBGPシステムの更新を監視し、BGPのシーケンスで3つ以上の非常に大きなISPの自律システム番号(ASN)を見つけることによって報告されます。更新のASパス。 [Mauch]は、非常に大規模なISPは一般に相互にトランジットサービスを購入しないため、その検出アルゴリズムがこれらの異常および潜在的なルートリークを検出することを観察しています。ただし、ある非常に大規模なISPが実際に別の非常に大規模なISPからトランジットを購入する場合には例外があり、したがって、既知のケースの検出アルゴリズムで例外が発生することにも言及しています。

3.3. Type 3: Leak of Transit-Provider Prefixes to Peer
3.3. タイプ3:ピアへのトランジットプロバイダープレフィックスのリーク

Description: This type of route leak occurs when an offending AS leaks routes learned from its transit provider to a lateral (i.e., non-transit) peer.


o Example incidents: The incidents reported in [Mauch] include Type 3 leaks.

o インシデントの例:[Mauch]で報告されたインシデントには、タイプ3リークが含まれます。

3.4. Type 4: Leak of Peer Prefixes to Transit Provider
3.4. タイプ4:トランジットプロバイダーへのピアプレフィックスのリーク

Description: This type of route leak occurs when an offending AS leaks routes learned from a lateral (i.e., non-transit) peer to its (the AS's) own transit provider. These leaked routes typically originate from the customer cone of the lateral peer.


o Example incidents: Examples of Type 4 route-leak incidents are (1) the Axcelx-Hibernia route leak of Amazon Web Services (AWS) prefixes causing disruption of AWS and a variety of services that run on AWS [Kephart], (2) the Hathway-Airtel route leak of 336 Google prefixes causing widespread interruption of Google services in Europe and Asia [Toonk2015-A], (3) the Moratel-PCCW route leak of Google prefixes causing Google's services to go offline [Paseka], and (4) some of the example incidents cited for Type 1 route leaks above are also inclusive of Type 4 route leaks. For instance, in the Dodo-Telstra incident [Huston2012], the leaked routes from Dodo to Telstra included routes that Dodo learned from its transit providers as well as lateral peers.

o インシデントの例:タイプ4のルートリークインシデントの例は、(1)アマゾンウェブサービス(AWS)プレフィックスのAxcelx-Hiberniaルートリークにより、AWSとAWSで実行されるさまざまなサービスの混乱を引き起こします(2) Googleプレフィックスが336あるHathway-Airtelルートリークにより、ヨーロッパとアジアで広範囲にGoogleサービスが中断されている[Toonk2015-A]、(3)GoogleプレフィックスがMoratel-PCCWルートリークがあり、Googleのサービスがオフラインになる[Paseka]、および(4 )上記のタイプ1ルートリークで引用されたインシデントの一部には、タイプ4ルートリークも含まれています。たとえば、Dodo-Telstraインシデント[Huston2012]では、DodoからTelstraへの漏出ルートには、Dodoがトランジットプロバイダーや外部ピアから学習したルートが含まれていました。

3.5. Type 5: Prefix Re-origination with Data Path to Legitimate Origin
3.5. タイプ5:正規の発信元へのデータパスを使用したプレフィックスの再発信

Description: A multihomed AS learns a route from one upstream ISP and announces the prefix to another upstream ISP as if it is being originated by it (i.e., strips the received AS path and re-originates the prefix). This can be called re-origination or mis-origination. However, somehow a reverse path to the legitimate origination AS may be present and data packets reach the legitimate destination albeit via the offending AS. (Note: The presence of a reverse path here is not attributable to the use of a path-poisoning trick by the offending AS.) But sometimes the reverse path may not be present, and data packets destined for the leaked prefix may be simply discarded at the offending AS.

説明:マルチホームASは、ある上流ISPからのルートを学習し、それが発信元であるかのようにプレフィックスを別の上流ISPにアナウンスします(つまり、受信したASパスを取り除き、プレフィックスを再発信します)。これは、再発信または誤発信と呼ばれます。ただし、どういうわけか正当な発信元ASへの逆のパスが存在する可能性があり、データパケットは問題のあるASを経由しても正当な宛先に到達します。 (注:ここでのリバースパスの存在は、問題のASによるパスポイズニングトリックの使用に起因するものではありません。)ただし、リバースパスが存在せず、リークされたプレフィックス宛てのデータパケットが単に破棄される場合があります。問題のASで。

o Example incidents: Examples of Type 5 route leak include (1) the China Telecom incident in April 2010 [Hiran] [Cowie2010] [Labovitz], (2) the Belarusian GlobalOneBel route-leak incidents in February-March 2013 and May 2013 [Cowie2013], (3) the Icelandic Opin Kerfi-Simmin route-leak incidents in July-August 2013 [Cowie2013], and (4) the Indosat route-leak incident in April 2014 [Zmijewski]. The reverse paths (i.e., data paths from the offending AS to the legitimate destinations) were present in incidents #1, #2, and #3 cited above, but not in incident #4. In incident #4, the misrouted data packets were dropped at Indosat's AS.

o インシデントの例:タイプ5のルートリークの例には、(1)2010年4月のチャイナテレコムインシデント[Hiran] [Cowie2010] [Labovitz]、(2)ベラルーシのGlobalOneBel 2013年2月〜3月および2013年5月のルートリークインシデント[Cowie2013 ]、(3)2013年7月から8月にかけてのアイスランドのオピンケルフィ-シミンのルートリークインシデント[Cowie2013]、および(4)2014年4月にインドサットのルートリークインシデント[Zmijewski]。逆のパス(つまり、問題のASから正当な宛先へのデータパス)は、上記のインシデント#1、#2、および#3にありましたが、インシデント#4にはありませんでした。インシデント#4では、誤ってルーティングされたデータパケットがIndosatのASでドロップされました。

3.6. Type 6: Accidental Leak of Internal Prefixes and More-Specific Prefixes

3.6. タイプ6:内部プレフィックスとより具体的なプレフィックスの偶発的な漏洩

Description: An offending AS simply leaks its internal prefixes to one or more of its transit-provider ASes and/or ISP peers. The leaked internal prefixes are often more-specific prefixes subsumed by an already announced, less-specific prefix. The more-specific prefixes were not intended to be routed in External BGP (eBGP). Further, the AS receiving those leaks fails to filter them.


Typically, these leaked announcements are due to some transient failures within the AS; they are short-lived and typically withdrawn quickly following the announcements. However, these more-specific prefixes may momentarily cause the routes to be preferred over other aggregate (i.e., less specific) route announcements, thus redirecting traffic from its normal best path.


o Example incidents: Leaks of internal routes occur frequently (e.g., multiple times in a week), and the number of prefixes leaked range from hundreds to thousands per incident. One highly conspicuous and widely disruptive leak of internal routes happened in August 2014 when AS701 and AS705 leaked about 22,000 more-specific prefixes of already-announced aggregates [Huston2014] [Toonk2014].

o インシデントの例:内部ルートのリークが頻繁に発生し(たとえば、週に複数回)、リークされたプレフィックスの数はインシデントごとに数百から数千の範囲です。 2014年8月に、AS701とAS705がすでにアナウンスされたアグリゲートの特定のプレフィックス約22,000をリークしたときに、内部ルートの非常に目立って広範囲に破壊的なリークが発生しました[Huston2014] [Toonk2014]。

4. Additional Comments about the Classification
4. 分類に関する追加コメント

It is worth noting that Types 1 through 4 are similar in that a route is leaked in violation of policy in each case, but what varies is the context of the leaked-route source AS and destination AS roles.


A Type 5 route leak (i.e., prefix mis-origination with data path to legitimate origin) can also happen in conjunction with the AS relationship contexts in Types 2, 3, and 4. While these possibilities are acknowledged, simply enumerating more types to consider all such special cases does not add value as far as solution development for route leaks is concerned. Hence, the special cases mentioned here are not included in enumerating route-leak types.


5. Security Considerations
5. セキュリティに関する考慮事項

No security considerations apply since this is a problem definition document.


6. Informative References
6. 参考引用

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The authors wish to thank Jared Mauch, Jeff Haas, Warren Kumari, Amogh Dhamdhere, Jakob Heitz, Geoff Huston, Randy Bush, Job Snijders, Ruediger Volk, Andrei Robachevsky, Charles van Niman, Chris Morrow, and Sandy Murphy for comments, suggestions, and critique. The authors are also thankful to Padma Krishnaswamy, Oliver Borchert, and Okhee Kim for their comments and review.

著者は、コメント、提案について、Jared Mauch、Jeff Haas、Warren Kumari、Amogh Dhamdhere、Jakob Heitz、Geoff Huston、Randy Bush、Job Snijders、Ruediger Volk、Andrei Robachevsky、Charles van Niman、Chris Morrow、Sandy Murphyに感謝します。そして批評。また、コメントやレビューをいただいたPadma Krishnaswamy、Oliver Borchert、Okhee Kimにも感謝しています。

Authors' Addresses


Kotikalapudi Sriram US NIST

コティカラプディスリラムUS NIST


Doug Montgomery US NIST

ダグモンゴメリーUS NIST


Danny McPherson Verisign, Inc.



Eric Osterweil Verisign, Inc.

Eric Osterweil Verisign、Inc.


Brian Dickson