基于路由更新的域间路由稳定性监测方法研究

论文摘要

随着网络的普及,网络规模迅速扩大,对网络的性能也有了更高的要求。为了便于网络的管理,整个因特网被划分为若干个不同的自治域,域间通过外部网关协议交换路由信息。路由系统是网络互联的核心部分,控制着网络流量的传输,非稳定性状态的路由将导致网络性能下降。目前BGP已成为实际网络中最为通用的域间路由协议,为提升网络稳定性而对BGP路由协议的改进存在一定局限性。因此,如何有效地的监测域间路由稳定性状况成为重点,如何及时发现并排查路由故障具有重要的意义,也是网络测量和管理的主要方向。从网络测量应用的角度出发,对域间路由稳定性监测进行了深入研究,所做的工作如下:首先,针对域间路由易出现的路由配置疏忽,提出了一种有效的路由配置错误检测方法。域间路由配置是影响BGP路由稳定性的一个重要因素,路由配置错误会增加路由器的负载,对网络的通信产生负面影响。因特网的自治系统之间根据商业合同形成特定的关系,域间的路由通信受到域间关系的制约,各域在进行路由宣告时需遵循一定的导出规则。对域间路由信息进行分析后发现,路由宣告中的前缀导出错误在一定程度上存在,通过应用推断的路由导出策略,对IA在路由过程中对前缀宣告的影响进行了评估,分析了选择性路由宣告对路由造成的影响,通过对错误路由宣告的判断来发现路由错误配置,提高了配置错误检测的准确率。其次,为了更有效的反映出域间的路由状况,提出了一组可应用于域间路由稳定性监测的参数指标。目前域间路由稳定性监测分析方法和工具大多从宏观角度出发,反映网路稳定性状况的参数指标相对单一,有的甚至仅对路由更新信息进行了简单的分类统计,不能为故障排查提供更为详尽的依据。该指标集在更新消息层面上以(对等体、前缀)二元组和前缀为基点进行分析,增强了指标间的关联度,多角度的反映了域间路由的局部和整体路由状况。最后,设计并实现了域间路由稳定性监测工具。应用上述研究内容分别实现了域间路由错误配置检测子模块、域间路由稳定性监测分析子模块。该工具部署方便、实施灵活,通过应用实际的路由信息进行分析后发现,该工具能有效地的反映出域间路由的实际状况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 域间路由测量的研究现状
• 1.2.2 域间路由监测的研究现状
• 1.2.3 域间路由协议改进的研究现状
• 1.2.4 域间路由配置一致性的研究现状
• 1.3 本文的研究内容及主要工作
• 1.4 本文的内容安排
• 第2章 域间路由稳定性监测概述
• 2.1 Internet 域间路由结构
• 2.1.1 Internet 网络结构
• 2.1.2 自治域系统
• 2.1.3 路由概述
• 2.2 BGP 协议操作
• 2.2.1 BGP 通信原理
• 2.2.2 BGP 属性
• 2.2.3 BGP 决策机制
• 2.2.4 域间路由策略
• 2.3 域间路由配置
• 2.3.1 BGP 基本配置
• 2.3.2 BGP 参数配置
• 2.3.2 路由策略配置
• 2.4 域间路由稳定性及影响因素
• 2.4.1 影响路由稳定性主要因素
• 2.4.2 提升路由稳定性方法
• 2.4.3 路由稳定性监测方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于导出规则的域间路由配置错误检测
• 3.1 引言
• 3.2 路由导出规则
• 3.2.1 AS 间对等体关系
• 3.2.2 对等体路由导出规则
• 3.2.3 IA 路由导出推断
• 3.3 路由错误配置检测
• 3.3.1 路由配置错误类型
• 3.3.2 检测方法
• 3.4 实验及结果分析
• 3.4.1 实验步骤
• 3.4.2 实验结果和分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 域间路由稳定性监测指标
• 4.1 引言
• 4.2 局部路由监测指标
• 4.2.1 监测指标基础
• 4.2.2 路由有效时间
• 4.2.3 路由事件频度
• 4.3 整体路由监测指标
• 4.3.1 前缀热度
• 4.3.2 前缀可达时间
• 4.3.3 路由长度
• 4.3.4 路由波动距离
• 4.3.5 路由均值
• 4.4 实验及结果分析
• 4.4.1 实验数据来源
• 4.4.2 实验结果和分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 域间路由监测工具设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 工具设计
• 5.2.1 工具结构设计
• 5.2.2 工具中算法应用
• 5.3 用户交互管理
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录