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域间路由特征分析与定位追踪技术研究与开发

作　者: 马玉洁
导　师: 陈山枝
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: BGP BGP异常问题路由特征分析定位追踪 BGPmon
分类号: TP393.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
引　用: 0次
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内容摘要

随着互联网的迅速发展,网络运营商(ISP)和自治域系统的数量也不断增加,这使得边界网络协议(BGP)的正常运行受到了很大的挑战。这一挑战主要来源于网络结构的日益复杂和ISP间日益明显的商业利益冲突。BGP异常的运行方式直接对互联网造成了严重的影响,不仅会降低了互联网的可管理性,还会对运营商造成严重的经济损失,此外使用互联网的客户也会受到严重影响。BGP异常事件主要分为两类：一是BGP安全性问题,二是BGP稳定性问题。引起BGP安全性问题根本上源于BGP自身的协议缺陷,例如协议缺乏对BGP消息完整性的保护,缺少信息真实性的验证机制等。导致BGP稳定性问题的原因有很多,例如链路或路由器失败与恢复,路由软件实现上的问题,路由协议配置错误,路由器存储能力和CPU处理能力缺乏[3]。本文在调研域间路由特征分析技术研究现状的基础上,对现有域间路由特征分析技术进行了分析总结。为了提高域间路由异常问题检测的准确性,追踪异常问题的起因和来源,本文提出了域间路由特征分析与定位追踪技术。该技术对违反规则的配置错误、前缀劫持、路由非一致性和域间路由振荡这四个域间路由异常事件进行了分析,追踪了每种异常事件的来源以及指出了每种异常事件影响的网络范围。在以上四种异常事件检测方案的基础上,本文设计了域间路由特征分析与定位追踪系统,该系统主要有三个功能模块即域间路由信息采集模块、域间路由特征分析与定位追踪模块和域间路由状态呈现模块。域间路由信息采集模块为异常事件的分析提供数据源,域间路由特征分析与定位追踪模块完成以上四种异常事件的检测,域间路由状态呈现模块负责向网络管理员显示实时的域间路由信息和异常信息。最后本文对系统进行了功能性测试并对测试结果进行了分析。本文的主要内容如下：1)对国内外关于域间路由特征分析技术进行了深入研究,分析当前域间路由特征分析的主要方法,进一步提出自己的见解。2)提出了域间路由异常问题的判定方法和异常来源的定位追踪技术。3)基于域间异常问题的分析方案,设计了域间路由特征分析与定位追踪系统。4)搭建具体的网络环境,对上述、域间路由特征分析与定位追踪进行功能测试,分析该系统的性能。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第一章绪论  11-14
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 主要工作  12-13
  1.3 论文结构  13-14
第二章域间路由问题的研究  14-38
  2.1 域间路由的研究背景  14-18
    2.1.1 BGP路由安全性问题的研究  14-15
    2.1.2 BGP路由稳定性问题的研究  15-18
  2.2 域间路由异常分析的研究现状  18-38
    2.2.1 域间路由安全方向的研究现状  18-32
    2.2.2 域间路由稳定性方向的研究现状  32-38
第三章域间路由特征分析与定位追踪技术原理  38-53
  3.1 域间路由特征分析的问题  38
  3.2 违反规则的配置错误检测技术研究  38-40
    3.2.1 违反规则的配置错误的说明  38-39
    3.2.2 违反规则的配置错误检测基本原理  39-40
    3.2.3 违反规则的配置错误检测流程  40
  3.3 前缀劫持检测技术研究  40-44
    3.3.1 前缀劫持检测的说明  40-41
    3.3.2 前缀劫持检测的基本原理  41-43
    3.3.3 前缀劫持的检测流程  43-44
  3.4 路由一致性检测技术研究  44-49
    3.4.1 前缀伪造检测方案介绍  44-47
    3.4.2 路径伪造检测方案介绍  47-49
  3.5 域间路由振荡检测技术研究  49-53
    3.5.1 域间路由振荡的说明  49-50
    3.5.2 域间路由振荡检测的基本原理  50-51
    3.5.3 域间路由振荡检测的工作流程  51-53
第四章域间路由特征分析与定位追踪技术的系统实现  53-71
  4.1 域间路由特征分析与定位追踪系统总体结构介绍  53-57
    4.1.1 域间路由分析与定位追踪系统的总体框架  54-56
    4.1.2 域间路由分析与定位追踪系统的工作流程  56-57
  4.2 域间路由状态监测软件BGPMON介绍  57-60
    4.2.1 BGPmon背景  58
    4.2.2 BGPmon结构  58-60
    4.2.3 BGPmon在系统中的应用  60
  4.3 系统域间路由信息采集模块的介绍  60-64
    4.3.1 信息采集模块的内部结构和处理流程  60-63
    4.3.2 信息采集模块技术难点解析  63-64
    4.3.3 信息采集模块接口设计  64
  4.4 系统域间路由特征分析与定位追踪模块的介绍  64-68
    4.4.1 域间路由特征分析与定位追踪模块的内部结构和处理流程  65
    4.4.2 域间路由特征分析与定位追踪模块技术难点解析  65-66
    4.4.3 域间路由特征分析与定位追踪模块接口设计  66
    4.4.4 域间路由特征分析与定位追踪模块事件说明  66-68
  4.5 系统域间路由状态呈现模块的介绍  68-71
    4.5.1 域间路由状态呈现页面说明  68-70
    4.5.2 域间路由状态呈现页面接口设计  70-71
第五章域间路由特征分析与定位追踪技术的系统测试  71-89
  5.1 测试目的及指标  71-72
    5.1.1 测试目的  71
    5.1.2 测试指标  71-72
  5.2 测试环境  72-75
    5.2.1 测试设备  72
    5.2.2 测试网络拓扑  72-74
    5.2.3 测试方法  74-75
    5.2.4 测试准备  75
  5.3 违反规则的配置错误单元测试  75-76
    5.3.1 测试环境  75
    5.3.2 测试用例  75-76
    5.3.3 测试结果  76
  5.4 前缀劫持单元测试  76-77
    5.4.1 测试环境  76
    5.4.2 测试用例  76-77
    5.4.3 测试结果  77
  5.5 路由一致性单元测试  77-80
    5.5.1 测试环境  77
    5.5.2 测试用例  77-78
    5.5.3 测试结果  78-80
  5.6 域间路由振荡单元测试  80-82
    5.6.1 测试环境  80
    5.6.2 测试用例  80-81
    5.6.3 测试结果  81-82
  5.7 BGP相关信息采集与归纳单元测试  82-89
    5.7.1 测试环境  82
    5.7.2 测试用例  82-84
    5.7.3 测试结果  84-89
第六章结束语  89-90
参考文献  90-92
致谢  92-93
攻读硕士期间发表的文章及研发成果  93

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