邱剑[1]2004年在《Internet域间路由系统的故障检测技术》文中指出故障管理是网络管理的一个重要组成部分,对网络的可用性和可操作性具有十分重要的意义。而一种高效可行的Internet域间路由系统故障检测技术是实现Internet范围故障管理的关键一步。本文首次明确地提出了Internet域间路由系统的故障检测问题,并提出了一套较为系统精确的Internet域间路由系统的故障检测方法。该方法充分利用隐藏在由相同路由事件引起的BGP路由更新消息中的时间和拓扑上的相似性找出引发这些BGP路由更新消息的BGP故障事件。本文首先建立了BGP故障事件模型,为Internet域间路由系统中发生的路由事件引发的BGP网络的拓扑变化提供了一种简洁明了的描述方式。本文把提取BGP路由变化中隐含的拓扑相似性信息的问题归结为从BGP路由变化中寻找最少BGP故障事件的优化问题,同时为该问题设计了近似算法,使该问题得以较为系统精确地得到求解。本文设计了完整的结构化的基于聚类的BGP故障检测算法体系方法。其中,本文针对BGP路由更新消息的特点,为提取其中的时间相关性信息设计了较精确的时间聚类算法。为对本文提出的BGP故障检测方法进行验证,本文实现了整个方法,并设计了多种实验对其正确性和准确率进行验证。本文使用该方法对多个Internet观察点的BGP路由更新消息数据进行了BGP故障事件的检测。分析结果显示,和BGP路由更新消息相比,检测出的BGP故障事件能够更加简洁明了地描述Internet域间路由系统的路由变动;BGP故障事件的变化趋势更精确地反映了Internet路由系统的动态变化特征。验证结果表明本文提出的Internet域间路由系统故障检测算法能够以大约70%的正确率检测出BGP故障事件。
包广斌[2]2009年在《BGP路由稳定性建模与分析》文中认为BGP (Border Gateway Protocol)作为Internet路由体系结构的核心协议,其稳定性已成为人们所关心的焦点。本文以BGP路由稳定性作为研究对象,着重研究了影响BGP路由稳定性的关键问题,并提出了相应的稳定性解决方案,为Internet稳定运行提供了可靠的数据分析方法和快速的故障解决方案。通过理论研究、仿真分析、实验证实的研究方法,主要做了以下几个方面的工作：BGP路由抽象模型的研究和建立。本文以Internet路由体系结构为研究对象,深入研究了Internet路由系统的基本理论和动态行为规律,基于静态或动态数学模型,系统分析了BGP路由抖动、收敛延时、路由配置故障等影响BGP路由稳定性的关键问题。结合图论和拓扑学的已有知识给出BGP路由抽象模型,以简化对BGP路由稳定性问题的研究。BGP路由抖动的检测和消除方法研究。要从根本上解决路由抖动问题,最实际的方法就是找到路由抖动的源头并加以抑制。根据Griffin的BGP路由模型提出了改进的稳定路径问题模型,运用竞争有向图理论,用形式化方法详细描述了BGP路由抖动问题的本质,建立了抖动路由到路由策略冲突的映射关系,提出了基于消除策略冲突的路由抖动检测和消除方法,较好地解决了BGP路由策略所引发的路由抖动问题。BGP路由收敛性分析和改进。通过对BGP路由慢收敛现象的研究,发现造成BGP路由慢收敛的4个主要原因：1)链路或路由器失败造成的BGP路由探索延时；2)BGP最小路由通告时间会推迟BGP最佳路由的通告时间；3) AS(Autonomous System)间路由策略会影响BGP路由收敛时间；4)路由抖动抑制机制也会增加BGP路由收敛时间。研究发现,随着网络规模和连接密度的增加,BGP路由的收敛时间和消息开销都迅速增大,Tdown(路由失效)收敛时间上限达到O(n),其中n是AS节点数,消息开销上限达到|EN|·n,其中|EN|是AS间直连的链路数量。针对BGP路由慢收敛问题,本文提出了基于安全路径向量协议模型的路由收敛改进算法,通过检测AS间失效链路的根源节点,并在路由更新消息中携带根源节点信息,使接收更新的节点可以迅速撤销所有与根源节点相关的失效路由,从而提高收敛速度,减少路由更新消息开销。改进算法克服了BGP路由普遍采用的路由抖动抑制技术引起的网络收敛变慢问题,Tdown收敛时间上限下降为O(d),其中d是网络直径,更新消息开销下降为(?)EN(?), BGP路由收敛速度得到了显着提高。在BGP路由配置故障检测方法的研究中,本文主要针对路由源配置故障和路由输出配置故障进行分析。根据目前静态和动态检测方法中存在的问题,提出了两种路由配置故障检测方法：第一种方法,通过分析AS间关系和BGP路由通告原则,提出基于BGP路由输出规则的路由配置故障检测算法,该算法实现简单,便于实施,整个算法的时间复杂度为O(n·d),适合部署在AS间关系较为简单的BGP网络中。第二种方法,采用数理统计中随机变量的假设检验方法,通过分析一段时间内BGP对等体之间路由更新消息的统计量变化,实现基于广义似然比检验(Generalized Likelihood Ratio Test)的异常路由更新检测,进而推断BGP路由错误配置情况。该算法的结果不受AS之间的具体连接关系的影响,适合部署在AS间连接关系复杂的BGP网络中。在仿真实验过程中,本文使用美国Oregon大学Route View项目提供的在线BGP路由信息和欧洲IP资源网络协调中心RIPE NCC的RIS (Routing Information Service)项目网站上提供的路由信息作为实验数据。采用美国Michigan大学开发的MRT (Multi-threaded Routing Toolkit)来构造网络检测平台,用MRT所提供的动态注入BGP路由的功能,构造了脚本驱动的故障注入工具,将实验设定的路由故障注入到相应的仿真网络中。采用SSFNet (Scalable Simulation Framework Network)进行仿真实验,证实了本文所设计算法的仿真实验结果和理论分析结论基本吻合。
赵锋[3]2007年在《大规模自治系统的路由优化技术研究》文中进行了进一步梳理网络的广泛应用对网络性能提出了越来越高的要求。路由系统优化是提高网络性能的重要途径。然而,大规模自治系统的复杂性使得路由系统优化面临许多挑战。本文面向大规模自治系统,对路由系统优化的关键问题展开研究。在综合考虑路由系统和数据平面及管理平面之间的关系、以及路由系统内的域内路由协议和域问路由协议的相互影响的基础上,本文采用基于图论及概率论的分析手段和模拟仿真方法,重点研究了IBGP拓扑的可视性问题、路由系统运行参数优化问题和IBGP拓扑的健壮性问题,提出了相应的方法和机制来提高网络性能。大规模自治系统通常采用路由反射机制。然而路由反射拓扑的引入可能会带来可视性问题。现有的完全可视的IBGP拓扑构建算法BGPSep存在扩展性问题。因此为解决IBGP拓扑的扩展性和完全可视性问题,本文提出了两个IBGP拓扑构建算法:BGPSep_D和BGPSep_S。BGPSep_D算法利用了当前一些自治系统的拓扑存在割边链路这种特性,首先考虑满足某些度数约束的顶点,然后利用割集特性进行IBGP拓扑的构建。本文证明了该算法生成的IBGP拓扑具有完全可视、无环转发以及针对IGP故障的健壮性等属性。通过使用真实的骨干网拓扑进行模拟实验,结果表明其生成的IBGP拓扑的最大度可以减少9%-50%,具有更好的扩展性。BGPSep_D算法所生成的IBGP拓扑和自治系统的IGP拓扑特性相关,因而对某些自治系统,BGPSep_D算法构建的IBGP拓扑的最大度可能仍然比较大。针对该问题,本文综合考虑了IGP拓扑特性以及域内的最短路径路由特性,借鉴割集思想,提出了BGPSep_S算法。和BGPSep相比,BGPSep_S生成的IBGP拓扑的最大度可以减少27%-68%,具有很好的扩展性,并且可以保证完全可视性和无环转发属性。路由系统运行参数的设置直接影响路由系统的收敛性、稳定性和健壮性,进而影响网络的数据平面转发性能。理解路由系统运行参数的不同设置对网络的影响是优化这些参数的基础。因此本文将故障对网络的影响进行建模分析。首先讨论了IBGP会话的可靠性,为分析故障对域间流量的影响以及路由系统的健壮性奠定基础。然后采用概率论方法量化了故障发生时的流量损失及转移时间和主要的运行参数之间的关系,并通过模拟方法进行了验证说明,给出了优化建议。根据量化分析结果,本文指出在进行协议参数的优化时应该考虑网络拓扑特性和流量特性。并为解决运行参数优化的冲突,提出了一个潜在利润损失模型,应用该模型给出某些协议运行参数的优化建议。对于一个大规模自治系统,可选的IBGP拓扑结构非常多。在不同的IBGP拓扑下,同样的故障对路由或流量的影响往往并不一样。因此,可通过规划IBGP拓扑来控制故障对网络的影响。控制平面的微小变化可能会对数据平面产生巨大的影响,因此在构建IBGP拓扑时应该考虑对数据平面的影响。但是现有度量IBGP拓扑健壮性的所有测度都没有从数据平面进行考虑,因而本文提出了一个新的测度:流量损移率。为计算流量损移率,本文提出了基于IGP路由恢复时间分布的IBGP会话失败概率计算方法。基于流量损移率测度,本文定义了路由反射器可冗余及会话约束的路由反射拓扑设计问题,分析了问题的复杂度,并给出了路由反射器冗余度和流量损移率的关系,讨论了该问题的优化下界。对每一个簇内都有一个冗余路由反射器的拓扑设计问题给出了可解条件。通过采用真实网络拓扑的路由和流量数据进行实验,结果表明,基于流量损移率测度进行IBGP拓扑规划可以有效降低故障对网络流量的影响。本文的研究成果对于设计和实现高性能路由器以及运行和管理高性能网络具有很好的理论意义和实践意义,对新型网络体系结构和路由协议的研究具有较大的参考价值。
包广斌, 袁占亭, 张秋余, 邱剑[4]2009年在《BGP网络故障模型与检测算法》文中研究说明BGP网络故障严重影响自治系统间的网络性能,根据Internet中观测点获得的BGP路由信息,描述域间路由系统的BGP网络模型,建立BGP故障事件模型,为BGP网络的拓扑变化提供一种简明的描述方式.根据高度时间相关性的BGP路由事件触发的网络拓扑变化,提出查找故障链路的近似算法.提出的BGP网络故障查找模型和算法能够比较准确地检测Internet域间路由系统中的路由异常事件.
侯美佳[5]2013年在《互联网路由保护研究》文中进行了进一步梳理互联网中故障频繁发生，而近些年来实时性新应用不断涌现，当前路由协议的自愈能力受到极大挑战，互联网路由面临严重的自愈性问题。路由保护是解决互联网路由自愈性问题的一类有效手段，由于其自愈效果好且部署相对容易，受到了广泛的关注。本文着眼于互联网域内和域间路由保护研究，通过建立路由保护框架来研究路由保护的基本问题，通过扩展现有路由协议来改善互联网的自愈性，主要研究内容和创新点如下：1.建立了互联网路由保护框架。给出了路由保护下的网络状态迁移模型，分析了不同类路由保护方式下数据平面和控制平面的网络状态迁移；提出路由保护模型，分析了影响路由保护效果的各种要素；建立了路由保护性能评价体系，为路由保护方案的设计提供指导。2.提出了基于关键链路的域内选择性链路保护算法。基于真实网络故障测量结果，分析链路故障特征，通过选择性地保护关键链路，很好地平衡了域内单链路故障情况下路由保护成本与保护效果。实验结果表明，该算法引入额外开销很小，在保证高保护能力的情况下可以大大降低路由保护代价，在大多数情况下能够以全保护方案40%的路由保护代价达到全保护对应网络可用率的99.9%。3.提出了面向多链路故障的代价优化域内路由保护算法。针对多链路故障下路由保护研究不足的情况，分析了多链路故障形成的原因和路由保护中的资源分配方式。在此基础上设计了多链路故障网络模型，并提出了面向多链路故障的代价优化路由保护算法。实验结果表明，该算法可以在不引入大的额外开销的前提下，保证路由保护效果，降低路由保护代价，在同时链路故障较少的情况下性能更好。4.提出了基于故障识别和随机方法的域间路由保护方法。提出了域间路由异常检测方法，仅通过数据包的来向和目的地址判断路由异常事件。为遭遇路由异常事件的数据包设计了基于路由异常检测和随机方法的两级路由保护算法，为域间结点提供多样化的升级方案。在模拟实验和真实互联网部署实验均表明，算法取得了较好的路由保护效果，对路由系统改动很小，且可以很好地支持增量部署。
王云生[6]2012年在《集中式路由体系结构下BFD协议软件的设计与实现》文中研究指明集中式路由体系结构是人们在控制与转发分离的基础上提出的一种新的体系结构，这种体系结构要求网络中设置集中控制部件，将控制功能从数据处理中分离出来，对逻辑以集中的方式进行处理。这样，既简化路由决策过程，又对减少路由器功能需求。但是集中式路由体系结构存在着一些不足，比如使用“Hello”机制进行故障检测不能够满足网络设备对快速感知链路故障的要求。BFD（双向转发检测）协议可以有效地解决上述问题。BFD是一个用来实现快速检测的协议，提供一种轻负荷、持续时间短的检测方式。与以往的其他链路状态检测机制相比，具有许多独到的优势。本文研究基于集中式路由体系结构下BFD协议软件的设计与实现。首先，简要介绍了BFD协议的工作模式、会话过程、报文格式以及BFD与其他控制协议的配合应用等。其次，介绍了集中式路由体系结构，指出了集中式路由体系结构中存在的一些不足。结合BFD协议的特点，提出了在集中式路由体系结构下使用BFD协议实现快速故障检测的办法。在基于OSPF协议域内集中控制路由体系结构下，设计和实现了BFD协议软件。首先，完成了系统总体架构设计。在Quagga软件上修改了原有OSPF协议的过程，将控制层面与数据层面分开，控制部件负责集中计算路由，而BFD协议主要运用在转发平面进行故障检测。其次，实现了BFD协议内部功能，包括BFD的会话建立、故障检测和定时器协商等。再次，完成了协议软件的实现，包括实现OSPF协议对BFD功能实体请求检测功能的调用，完成了BFD的注册、BFD的会话建立，并向BFD协议提供与接口相关的邻居信息，完成了OSPF与BFD的接口的交互。最后，对高负载下BFD协议的性能进行了初步研究，提出了解决链路拥塞、系统高负荷下BFD协议性能问题的初步思路。利用CORE网络仿真软件对BFD协议软件性能进行了测试。实验结果表明，通过使用BFD协议，大大缩短了OSPF协议的故障检测时间和路由收敛时间，并且在协议开销等各方面有着明显的优势，优化了路由性能。
李春秀[7]2015年在《域间路由生存性关键技术研究》文中认为在如今的信息时代,互联网(Internet)已经成为了现代社会最重要的通信基础设施,改变了人们生活、学习和工作的方式。时延敏感类新兴数据业务的广泛部署和应用对网络的生存性提出了更高的要求,而网络中普遍存在的链路故障现象,严重影响了网络的端到端性能,使得网络生存性问题日益突出。边界网关协议(Border Gateway Potocol, BGP)作为事实上的域间路由协议,其慢收敛的特性无法满足关键新兴数据业务的需求。另外,BGP协议本身设计上的缺陷,使其容易受到由人为因素引发的路由攻击,导致网络结构发生变化,也影响了域间路由的生存性。因此,针对上述问题,本文对域间路由的生存性进行了深入研究,具体研究内容如下：(1)基于软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)思想的快速重路由系统架构(Fast Reroute System Architecture, FRRSA)。互联网规模的不断扩大和网络业务发展的日新月异,对现有的网络架构提出了更高的要求,而传统的网络架构在可用性和可靠性方面存在弊端,早已不堪重负,无法满足新兴数据业务发展的需求。针对该问题,提出了基于SDN思想的快速重路由系统架构。该架构分离了控制层和数据层,实现了网络的集中式控制,而且向上层应用提供了开放的可编程接口,给网络创新带来了极大的灵活性,能够满足不同用户的定制化需求。(2)基于FRRSA架构的AS级单链路故障应用方案。针对目前失效类型最多的单链路故障场景,提出了一种基于FRRSA架构的域间单链路故障快速重路由方案。该方案的应用场景为单一管理域,首先,结合域间路由策略和BGP决策过程,设计了动态自适应地为故障链路计算保护路径的算法,然后,利用OpenFlow转发规则构建起底层的保护隧道,保证了受影响数据包的持续转发。同时,针对受影响的前缀,提出了一种基于稳定路由的撤销保护隧道的方法。该方案不需要资源预留和人为干预,能够与传统BGP协议很好的兼容,不需要修改BGP协议,并且能够实现增量部署。实验结果表明,该方案能够对单链路故障进行快速有效的恢复,降低了丢包率。(3)基于FRRSA架构的域间多链路故障应用方案。随着网络规模的不断扩大,多链路故障现象越来越多,引起了人们的广泛关注。针对该故障场景,提出了单一管理域内多链路故障的快速重路由方案。基于FRRSA架构,该方案设计了可以应用于无商业关系和具有AS商业关系这两种特定网络环境的应用,并且能够灵活自适应地针对不同的网络环境启用不同的应用方案。首先设计了对网络故障场景进行正确识别的算法,然后判断网络环境,若为无商业关系的网络,则启用针对无商业关系的应用,否则,则启用具有AS商业关系的应用。在无商业关系网络环境的应用方案中,根据故障链路的信息,利用BGP路由策略和决策过程,设计了动态计算符合域间路由策略的保护路径的算法。而在具有AS商业关系的网络环境中,主要依据故障链路对应的商业关系和网络中AS之间的商业关系,设计了自动计算保护路径的有效算法。最后利用OpenFlow转发规则构建了底层的保护隧道,保证了受影响数据包的持续转发,实现了域间多链路故障快速重路由方案与传统路由转发行为的分离,能够与传统BGP协议实现无缝融合,而且可以实现增量部署。另外,针对保护隧道共用的情况,提出了一种安全撤销保护隧道的方法。实验结果表明,该方案在无商业关系和具有AS商业关系的网络环境中都能够快速高效地处理域间多链路故障,而且不会给网络带来很大的开销。(4)基于实时监测的AS劫持检测方案。管理员配置错误和恶意攻击等人为因素引发的路由攻击事件,影响了域间路由的生存性。针对本管理域内的AS劫持问题,提出了一种基于实时监测的快速检测AS劫持事件的方案。首先,设计了信息收集模块来收集网络中的信息,并利用BGPmon实时地收集BGP Update消息,然后,利用BGPUpdate消息、AS连接关系和路由器配置信息,设计了自动检测AS劫持事件的算法,最后,将检测出的AS劫持事件以实时动态可视化的形式展示出来。该方案通过对网络的实时监测,能够检测出网络构建时和网络运行中的AS劫持事件,以帮助网络管理员及时准确地采取措施对事件进行处理,避免了对互联网造成大范围的影响。实验结果表明,该方案能够准确快速地检测出AS劫持事件。
李江[8]2014年在《面向故障恢复的域内流量工程技术研究与实现》文中研究表明随着互联网快速发展,网络应用层出不穷,网络承载的流量及业务越来越多,对网络的可靠性提出了巨大挑战。但网络故障时有发生,严重影响了网络的正常运行,给用户及网络服务商带来巨大损失。研究者对网络故障恢复做了一些研究,主要是基于连通性角度进行网络故障恢复,将流量从故障路径上迁移到恢复路径上来,而没有考虑到网络恢复后的负载均衡,很容易造成新的网络拥塞;而对于流量工程的研究能够做到提高网络资源利用率,减小网络链路最大利用率,使网络流量均衡分布到网络中,但是一般采用预规划的方式对一段时间内的流量进行最优规划,对于网络故障的实时响应不足。随着网络体系结构的研究发展,SDN概念的提出给我们指出了新的思路,我们基于SDN集中式的路由体系结构,提出了面向故障恢复的域内流量工程系统,并提出了相应的在线优化算法MCPF,针对实际网络运行情况对网络中流请求进行规划,使网络达到负载均衡,并且当网络中发生故障时能够迅速针对故障进行路径优化,快速恢复故障并确保故障后的流量负载均衡。本论文的主要工作如下:第一,提出了一种面向故障恢复的域内流量工程系统(FR-TE)结构。针对故障条件下流量工程的优化需求,基于集中控制的思想,提出了面向故障恢复的域内流量工程系统结构。该系统结构通过对网络转发节点上的流量请求进行实时规划部署,使网络流量均衡分布到网络中,达到流量负载均衡的目标。而且采用集中控制思想,减少了分布式系统下复杂的协议交互,能够有效提升网络故障恢复能力,有效支持故障下的流量工程优化需要。第二,基于FR-TE系统结构提出了在线域内流量工程优化算法MCPF,并提出了一种基于链路负载的故障快速恢复方法。针对流量优化问题,本文基于FR-TE系统支持在线的流量优化,提出了一种在线的流量工程优化算法MCPF,该算法基于全局网络拓扑和网络中链路的状态,通过更新和维护网络链路状态达到使流量均衡分布到网络中的目标。本文基于链路负载提出一种快速故障恢复方法,该方法考虑链路负载和网络故障检测之间的关系,通过对低负载链路故障检测时间提前,高负载链路则对其重新优化并预计算链路故障后的处理结果,达到快速故障恢复的目标。第叁,设计并实现了面向故障恢复的域内流量工程的原型系统。通过对quagga路由软件进行功能修改和扩展,实现了面向故障恢复的域内流量工程的原型系统,并基于CORE平台搭建仿真测试环境对系统的功能和性能进行测试,充分验证了FR-TE系统的流量优化能力和对故障快速恢复能力。
赵丹[9]2013年在《基于逻辑集中控制的网络路由关键技术研究》文中研究说明新的网络服务和应用的不断出现对网络能力提出了更高的需求。为满足这些需求,需要路由系统增加相应的控制功能。在现有网络体系结构和路由控制模式下,新的机制或功能只能以类似“补丁”的方式增量式地添加到现有路由系统。这种方式使得路由系统面临难以实现路由快速收敛、路由优化能力不足、网络控制和管理问题突出以及缺乏可定制化能力的困境。究其原因,根本上在于在现有网络体系结构下,路由控制功能以分布式方式实现,控制和转发之间是紧耦合的关系,使得协议功能的增量更新导致协议体系日臻庞大,网络控制和管理愈发困难。基于集中控制的网络是一种新型的网络体系结构,它将控制平面与数据平面分离,以集中的方式实现控制功能。在这种网络体系结构下,基于集中控制的路由控制体系能够解决当前路由系统在路由、管理、优化、策略等方面的问题,是提升路由系统能力的可行技术途径。本文在基于集中控制的路由控制体系下,围绕控制平面可靠性和可扩展性、域内路由优化、流量转发优化以及控制平面和数据平面间通信四个核心问题展开研究。重点研究了基于逻辑集中控制的路由优化框架,通过逻辑集中方式为网络提供可靠性和可扩展性保证;研究了链路状态协议的问题,并针对这些问题提出了基于集中控制的域内路由协议;研究了基于集中控制的流量工程优化机制,从域内和域间两个方面提高对流量传输的优化能力;研究了基于集中控制的网络中跨平面的可靠分发路径构建方法,支持在逻辑集中、物理分布的控制平面前提下构建可靠的分发路径。论文主要贡献和创新点包括以下五个方面:(1)提出了一种基于逻辑集中控制的路由优化框架。本文将大规模网络的路由优化需求作为研究的出发点,强调以逻辑集中的方式实现控制平面以保证可靠性和扩展性,并将灵活的集中策略作为设计原则之一。依据设计原则和目标,提出了一种基于逻辑集中控制的路由优化框架。该框架采用分离的控制网和转发网分别实现控制平面和数据平面,并根据逻辑集中的特征在转发网中引入了虚拟区域的概念。该优化框架具有逻辑集中物理分布的控制平面、控制任务负载均衡、基于单播的消息分发模式、路由控制易部署等几个显着特点。(2)提出了基于集中控制的链路状态路由协议。针对链路状态协议存在的问题,本文提出了基于集中控制的链路状态协议LSC2。该协议基于路由优化框架实现对链路状态报文的可控分发,消除了传统链路协议的洪泛机制和分布式控制对定时器的限制。LSC2实现了一个路由控制算法,通过计算转发网内各转发设备的路由更新行为,抑制冗余的路由计算。基于Quagga软件实现了LSC2协议的原型,并通过仿真平台构建真实网络拓扑对LSC2进行测试。实验结果说明相比于OSPF,LSC2能加快网络收敛,降低60%以上的报文开销。LSC2的路由控制算法能有效避免特定节点的路由计算,进一步降低网络计算和报文开销。通过向网络动态地添加控制单元可实现对路由控制任务的负载均衡,保证LSC2的可扩展性。(3)提出了基于链路度量配置的域内流量工程优化机制。针对传统IP网络中基于链路度量配置的流量工程存在人工误配置、瞬时收敛状态和不期望流量转发行为等问题,本文基于路由优化框架提出了一种基于链路度量配置的流量工程优化机制。通过在控制单元上部署路由管理系统RMS,将链路度量优化算法和链路度量配置过程进行有效集成。RMS可通过集中实现的控制平面获取一致的拓扑和流量信息,并根据流量工程目标计算优化的链路度量。RMS将优化链路度量在一次收敛过程中配置到数据平面,避免了多次收敛的瞬时网络状态以及相关的协议开销,同时极大降低了网络配置的人为参与度。(4)提出了基于流量迁移预测的域间出口选择算法。针对可调域间路由出口选择算法可能引起大幅流量迁移的问题,本文提出了基于流量迁移预测的出口选择算法TMP-TIE。该算法在TIE算法的基础上加入对流量迁移的预测和判定,避免出口变化引起的大幅流量迁移,降低对域间流量优化传输的影响。通过模拟实验比较了热土豆、TIE和TMP-TIE的性能,实验结果说明TMP-TIE具有最小的路由敏感性和流量敏感性,能降低故障条件下的网络代价和网络拥塞的概率,有利于实现域间流量工程。(5)提出了支撑逻辑集中控制的网络分发路径构建方法。基于路由优化框架,本文提出了分发路径构建方法 DPCM。该方法采用独特的路径构造报文Probe携带传输过程中经历的路径信息,发现网络拓扑和可用路径信息。DPCM可在分发路径构建过程中自动完成对控制域的划分。DPCM还提供对路径活性的验证机制,当分发路径发生故障后能快速进行路由重构,保证分发路径的可靠性。通过搭建真实网络环境对DPCM的原型系统进行测试,实验结果验证了DPCM功能的有效性、所构建路径的可靠性和轻量级开销的特点。
李清[10]2013年在《基于弱转发的互联网路由可用性和扩展性研究》文中提出随着规模的膨胀，互联网面临越来越多的问题，其中来自路由扩展性和可用性的挑战尤为艰巨和迫切。由于多宿主、流量工程、不合理的地址分配等原因，越来越多不可聚合的提供商独立地址从边缘网络传播到核心网络。这直接导致核心网路由表急剧增加，使互联网路由面临严重的扩展性问题。此外，网络故障不可避免，一方面，故障导致的路由更新会直接影响核心网路由表，加剧路由扩展性问题；另一方面，故障发生时，路由协议需要一定的时间来完成路由收敛，在此期间，路由信息不一致将导致网络传输服务中断，影响路由可用性。本文提出NSFIB（Nexthop-Selectable Forwarding Information Base）路由模型与框架来解决互联网路由可用性及扩展性问题。该框架及相关算法有以下五个设计目标：1）支持路由器级别的增量部署；2）缓解网络服务提供商面临的路由扩展性压力；3）提高网络故障期间的路由可用性；4）具有较低的算法复杂度；5）不影响域间路由行为。本文研究内容和贡献主要包括：1.提出基于弱转发的互联网路由模型。基于严格偏序转发条件及泛化下一跳的概念，本文提出弱转发路由模型，并设计了NSFIB路由框架，从而为路由可用性及扩展性的解决提供统一的平台。2.提出基于隧道的IP快速重路由方案MPCT（Minimum Protection Cost Tree）。首先，MPCT证明任意目的节点可以通过其保护入节点实现保护，并提出计算保护入节点的有效算法；其次，MPCT将直接转发、二次保护和保护路径长度量化为保护代价，从而优化了保护路径。3.提出NSFIB聚合方案及相关聚合算法。NSFIB聚合采用了自底向上的动态规划算法，该算法以多项式时间复杂度计算得到最优聚合FIB。实验表明，NSFIB聚合算法能够将FIB压缩到原来的5%-20%，而传统单下一跳FIB聚合算法仅能将FIB压缩到40%-70%。4.提出严格偏序NSFIB构造方案及构造算法。网络拓扑动态变化，因此路由器需要高效的NSFIB构造算法。本文提出严格偏序NSFIB构造算法，该算法能够以一次最短路径优先算法的复杂度完成NSFIB的构造。同时，本文证明严格偏序NSFIB的聚合性能和拓扑密度正相关。大规模高密度的ISP网络更加需要压缩FIB，故该构造算法拓展了NSFIB聚合的应用空间。
参考文献：
[1]. Internet域间路由系统的故障检测技术[D]. 邱剑. 清华大学. 2004
[2]. BGP路由稳定性建模与分析[D]. 包广斌. 兰州理工大学. 2009
[3]. 大规模自治系统的路由优化技术研究[D]. 赵锋. 国防科学技术大学. 2007
[4]. BGP网络故障模型与检测算法[J]. 包广斌, 袁占亭, 张秋余, 邱剑. 兰州理工大学学报. 2009
[5]. 互联网路由保护研究[D]. 侯美佳. 清华大学. 2013
[6]. 集中式路由体系结构下BFD协议软件的设计与实现[D]. 王云生. 国防科学技术大学. 2012
[7]. 域间路由生存性关键技术研究[D]. 李春秀. 北京邮电大学. 2015
[8]. 面向故障恢复的域内流量工程技术研究与实现[D]. 李江. 国防科学技术大学. 2014
[9]. 基于逻辑集中控制的网络路由关键技术研究[D]. 赵丹. 国防科学技术大学. 2013
[10]. 基于弱转发的互联网路由可用性和扩展性研究[D]. 李清. 清华大学. 2013
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