基于BGP的域间流量工程研究

论文摘要

Internet在过去的几十年中已经演变成为一种非常重要的通讯基础设施，广泛应用于经济、教育、社会各方面。与此同时，Internet通讯服务中的竞争越来越激烈，终端用户要求他们的服务提供商提供非常高的服务质量。结果，大规模IP网络尤其是Internet公共骨干网的性能优化，已经成为一个非常重要的问题。现在的Internet路由由两部分组成：域内路由和域间路由。在一个自治域内部，网络管理者可以获取路由器拓扑并对路由信息进行控制，因而可以控制域内的流量分布。而在自治域之间，Internet采用了一种分布式控制路由信息方式，每个自治系统通过边界网关协议与其他自治系统交换网络可达信息。边界网关协议的关键特征是允许网络管理者定义自己的路由策略，路由策略允许自治系统向邻居自治系统通告其全部或部分路由。由于网络管理者没有域间流量和拓扑的详细信息，因而域间流量工程特别困难。与域内流量工程技术相比，域间流量工程技术还不细致、不完善。本文以国家自然科学基金“域间路由稳定性与可管理性研究”为背景，在多个方面对域间流量工程技术进行了研究。 本文概括介绍了域内流量工程与域间流量工程的应用现状，域间流量工程的必要性和现有方法存在的不足。概括介绍了BGP常用属性和BGP的决策过程，分析了域间流量工程过程模型和基于BGP的域间流量的特点，综述了域间流量工程研究现状。 详细分析了Internet自治系统拓扑模型和实际自治系统拓扑的构建。通过分析Internet演变过程中自治系统的拓扑变化情况，总结出节点连接规律，进而对BA模型参数进行了修正，并将BA模型生成的拓扑与Internet拓扑进行了对比。分析了自治系统层次结构特点，着重阐述了顶层自治系统的结构特点和域间路由的路径特点。利用BGP路由表包含的路径信息，根据不同层次自治系统结构特点，推导出了各个自治系统所属的层次。综述了Internet路由器拓扑研究现状与路由器检测实用工具，指出了路由器检测中存在的问题。 分类介绍了自治系统之间存在的商业合同关系，综述了在路由策略、自治系统关系方面的研究现状，阐述了根据自治系统关系设置路由策略的一般性原则。提

论文目录

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• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 BGP协议概述
• 1.3 基于BGP的域间流量工程特点
• 1.4 研究现状
• 1.5 研究的内容和方法
• 1.6 论文结构
• 第二章 Internet拓扑分析与构建
• 2.1 引言
• 2.2 相关工作
• 2.3 AS拓扑演变特点
• 2.4 Internet自治系统拓扑结构
• 2.4.1 传输核心
• 2.4.2 多宿连接
• 2.4.3 备用连接
• 2.4.4 构建AS拓扑图
• 2.5 Internet路由器拓扑
• 2.6 本章小结
• 第三章 自治系统关系推导
• 3.1 引言
• 3.2 相关工作
• 3.3 AS关系与选路策略
• 3.4 推导AS关系
• 3.4.1 基本规律
• 3.4.2 推导规则
• 3.4.3 推导算法
• 3.4.4 实验结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 域间流量工程技术
• 4.1 域间流量控制技术
• 4.1.1 出流量控制
• 4.1.2 入流量控制
• 4.1.3 存在问题
• 4.2 利用SSFNet仿真域间流量工程
• 4.2.1 SSFNet中BGP决策过程局限性
• 4.2.2 SSFNet仿真BGP流量控制
• 4.2.3 利用SSFNet仿真评价AS PATH伪装技术性能
• 4.3 本章小结
• 第五章 域间流量规划
• 5.1 域间路由稳定性现状
• 5.2 域间流量特点
• 5.3 动态选择前缀方案
• 5.4 域间流量工程的数学描述
• 5.4.1 网络模型
• 5.4.2 末端自治系统
• 5.4.3 传输自治系统
• 5.5 利用遗传算法进行流量规划
• 5.5.1 末端自治系统
• 5.5.1.1 末端AS出流量控制算法思想
• 5.5.1.2 算法实现
• 5.5.1.3 模拟分析
• 5.5.1.4 结果讨论
• 5.5.2 传输自治系统
• 5.5.2.1 外层遗传算法
• 5.5.2.2 内层遗传算法
• 5.5.2.3 实例分析
• 5.5.2.4 结果讨论
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 附录
• 致谢