OSPF路由性能监测与分析系统的设计与实现

论文摘要

随着互联网的迅速发展和大量新业务的出现,用户对网络业务性能提出了很高的要求。当用户依赖网络基础设施来传输关键业务时,往往要求网络路由具有更高的可见性、可预见性和可靠性。网络路由性能越来越受到人们的关注。路由性能数据对于分析网络行为、解决网络故障、预测新业务等具有重要的参考价值。为了尽快在互联网上提供有服务质量保证的电信业务,运营商需要对网络路由进行有效的监测与分析,提高网络响应拥塞和拓扑改变的能力。对路由性能的监测与分析可分为:实时的路由动态监测、路由变化的历史回放和路由性能指标测量。典型的性能指标包括路由抖动频率、变更次数和路由收敛一致性等。通过对路由变化进行有效的实时监测,可在网络拓扑图上及时地准确地展示网络范围的路由性能视图。这种实时的分析能力可以帮助生成告警信息,以供网络运营商识别和检修故障。OSPF是一种在IP网络中得到广泛应用的域内路由协议。根据其链路状态协议特性,通过被动地侦听OSPF可靠的洪泛机制,可对一个给定的路由域内的路由状态进行跟踪。基于LSA消息采集的被动式网络测量方法,对整个网络的影响很小,又能及时捕捉到路由的变动情况。本文首先对IP网络发展现状进行了分析,指出路由性能监测与分析的必要性。然后对OSPF的工作原理和协议报文进行了简要的介绍。在此基础上,通过对比几种路由信息采集方法,提出了基于被动式测量的解决方案。随后详细介绍了系统各模块的设计,特别是监测节点的设计与部署。最后通过在Cernet2上部署实验对该监测系统进行了验证。理论和实践证明了这种被动式监测路由方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 课题内容及应用价值
• 1.3 论文组织结构
• 第二章 OSPF协议
• 2.1 OSPF协议概述
• 2.2 OSPF分级路由
• 2.2.2 OSPF中的四种路由器
• 2.2.3 OSPF区域类型
• 2.3 OSPF协议操作
• 2.4 OSPF报文
• 2.4.1 消息头格式
• 2.4.2 OSPF报文种类
• 2.5 LSA格式
• 2.5.1 LSA头部
• 2.5.2 LSA种类
• 第三章 OSPF路由监测系统概述
• 3.1 OSPF路由监测系统特点
• 3.2 OSPF路由监测系统架构设计
• 3.2.1 需求分析
• 3.2.2 设计思想
• 3.2.3 系统的分层体系结构设计
• 3.2.4 系统流程
• 第四章 OSPF路由监测系统设计与实现
• 4.1 架构描述
• 4.2 LSA消息采集
• 4.2.1 监测节点与网络的连接方式
• 4.2.2 消息采集流程
• 4.2.3 LSA统计
• 4.2.4 监测节点在网络中的部署
• 4.3 拓扑发现
• 4.3.2 拓扑数据结构
• 4.3.3 拓扑发现机制
• 4.3.4 LSA消息处理
• 4.4 路由计算
• 4.4.1 路由表计算
• 4.4.2 路由更新计算
• 4.4.3 路由更新处理流程
• 4.5 界面呈现
• 4.5.1 功能模块
• 4.5.2 数据处理
• 4.5.3 可视化呈现
• 4.5.4 用户界面
• 第五章 OSPF路由监测系统测试
• 5.1 实验网络介绍
• 5.2 测量指标
• 5.3 测量结果
• 5.3.1 抖动次数
• 5.3.2 LSA变更次数
• 5.3.3 路由变更的动态呈现
• 5.3.4 OSPF路由性能数据
• 5.4 测试结论
• 第六章 结束语
• 6.1 全文总结
• 6.2 下一步工作
• 6.3 研究生期间工作
• 6.3.1 提交论文
• 6.3.2 申请专利
• 6.3.3 参与项目
• 6.3.4 主要负责的工作
• 6.3.5 提交项目文档
• 第七章 参考文献
• 第八章 致谢
• 第九章 攻读学位期间发表的学术论文目录