可视化域间路由建模语言

提出一种可视化域间路由建模语言。该建模语言能够对大规模复杂自治系统内部域间路由的扩展结构、自治系统之间的关系以及域间路由策略进行可视化建模。可在不同层次上,从不同的角度对域间路由建立多种抽象粒度不同的模型,进而可使设计人员以及网络管理人员更好地理解大规模自治系统的结构和域间路由的行为特征。为高效地设计、实施以及管理自治系统的域间路由结构和路由策略配置,提供强有力的支持,也为域间路由管理的智能化、自动化打下了坚实的基础。     

互联网域间路由系统安全态势评估

基于边界网关协议BGP的互联网域间路由系统缺乏必要的安全机制,面临严重的安全威胁.尽管人们对BGP路由系统的安全问题进行了详尽研究,但是很少量化该系统的安全态势,并且网络管理员也确实需要有用的安全态势信息来感知自治系统(AS)的路由安全状况.为了解决这个问题,分析了互联网域间路由系统的层次特性,提出了一个基于BGP异常路由的安全评估模型.该方法的基本思想是基于BGP路由系统的层次特性构造路由状态树,准确地刻画BGP路由系统中各路由实体之间的层次关系、存储和表达每个实体的路由安全状态;并根据所检测的异常路由计算每个实体的路由安全状态.实验测试表明,该模型能同时评估BGP路由器、自治系统和互联网域间路由系统的安全威胁态势,可为网络管理员提供直观的安全态势曲线.     

BGP路由策略对路由稳定性的影响分析

在Internet中,域间的路由是由域间路由协议控制的。边界网关协议（BGP）是广泛使用的用于在各个自治系统之间交换网络可达信息的域间路由协议。BGP允许每个自治系统实施各种本地路由策略。用以进行路由的选择和传播。然而,不同的自治系统所制定的本地路由策略可能存在潜在的冲突,从而导致路由的振荡。该文给出了一个BGP的抽象模型,并通过实例分析BGP路由策略对路由稳定性的影响。     

基于区块链的域间路由策略符合性验证方法

域间路由系统自治域(ASes)间具有不同的商业关系和路由策略.违反自治域间出站策略协定的路由传播可能引发路由泄露,进而导致网络中断、流量窃听、链路过载等严重后果.路由策略符合性验证对于保证域间路由系统安全性和稳定性至关重要.但自治域对本地路由策略自主配置与隐私保护的双重需求增加了验证路由策略符合性的难度,使其一直是域间路由安全领域尚未妥善解决的难点问题.提出一种基于区块链的域间路由策略符合性验证方法.该方法以区块链和密码学技术作为信任背书,使自治域能够以安全和隐私的方式发布、交互、验证和执行路由策略期望,通过生成对应路由更新的路由证明,保证路由传播过程的真实性,从而以多方协同的方式完成路由策略符合性验证.通过实现原型系统并基于真实路由数据开展实验与分析,结果表明该方法可以在不泄露自治域商业关系和本地路由策略的前提下针对路由传播出站策略符合性进行可追溯的验证,以合理的开销有效抑制策略违规路由传播,在局部部署情况下也具有显著的策略违规路由抑制能力.     

域间路由协同监测中的信息共享机制

路由协同监测通过在自治系统之间共享路由监测信息来形成更为完整的全局监测视图,从而克服域间路由系统自治性的制约,提高单个自治系统的路由监测能力.针对路由协同监测的核心问题——监测信息共享,基于自组织思想设计了信息共享机制CoISM.该机制利用BGP路由策略引起的信息局部性对路由监测信息的传播范围进行裁减和控制,在被动查询的基础上增加了信息"反射"行为,利用路由监测信息之间的相关性实现信息的主动推送,将自治系统的利益建立在主动信息共享这一利他行为的基础上.CoISM能够引导自治系统实现路由监测信息的自组织聚合与按需共享,具有激励性,能够促进自治系统之间的协同.该机制采用分布式体系结构,具有良好的扩展性和较低的通信开销,不需要修改BGP协议,支持可渐进部署,适用于域间路由协同监测、路由故障协同分析、协同入侵检测等多种跨域协同管理应用.     

复杂域间路由体系中自治系统间关系的分类

总结归纳了复杂域间路由体系中自治系统间的互联关系及其行为模式,指出peer-peer和customer-provider关系是当前域间路由的基础,并由此衍生出若干种复杂关系。分析了备种关系的成因,讨论它们的不同实现技术和当前存在的一些技术瓶颈,进一步给出了一种能够识别自治系统关系并自动约束域间路由行为的增强算法。算法兼容RFC1771系列域间路由规范。     

域间路由策略的协同管理问题

互联网由多个自治域互联组成,自治域之间按照各自的域间路由策略交换路由信息和转发流量。由于管理自治域的ISP各自为政,独立配置和管理自己的路由策略,缺少协同机制,容易引起路由震荡、热土豆路由、异常路由等问题。本文提倡采用协同的方式管理域间路由策略,通过列举一些典型的域间路由策略问题,提出一套域间路由策略的多方协同控制与管理体系,并重点讨论了协同管理的基础性问题--安全比较协议。该协议可以被应用在互联网域间路由策略的管理中,对于分布式故障检测、分布式网络性能能测量等相关应用,也具有较好的参考价值。     

基于信誉机制的域间路由安全协同管理方法

如何抑制虚假路由的传播和恶意路由行为的发生,是域间路由安全管理的重要研究内容,对自治系统路由行为进行可信性评价和监督是其中的关键技术.设计了一种用于评价自治系统路由行为可信性的分布式协同信誉机制.该机制基于历史路由的有效性统计结果,采用后验概率分析的方法,由多个自治系统按照自组织协同的方式完成对目标自治系统的信誉计算,并将信誉计算结果作为度量该自治系统路由行为可信性的依据.实验结果表明,该机制能够抑制不良路由行为,有效提高域间路由系统的总体安全性,还能够为路由可信性分析和故障诊断提供依据,支持渐进式部署,     

域间路由协同管理机制及其应用

域间路由系统是互联网的核心基础设施,由多个独立配置和管理路由策略的自治系统互联而成.这种缺乏协同的管理模式会引起诸多控制和管理问题,例如:路由震荡、路由安全及流量工程违背等.为了消除路由策略冲突,自治系统之间需要协同.出于竞争目的,运营商需要对外隐藏自己的秘密信息,例如:路由策略、网络拓扑等等.这种行为阻碍了自治系统的协同.由于缺乏有效的协同信息访问机制,跨域路由策略管理难以实施.为了加强运营商的协同能力,基于离散对数假设提出一种面向多自治系统协同的路由策略一致性检查方法,该方法能够在不透露自治系统路由策略的前提下完成策略冲突检测.与基于加同态公钥密码算法的解决方案相比,不需要引入茫然第三方,具有更小的计算和通信开销.不需要修改BGP协议,易于实现和实施,支持可渐进部署,能够用于域间路由策略冲突检测、路由有效性验证、路由监测和协同入侵检测等多个领域.     

域间路由系统的安全威胁及其对策

BGP是用于在自治系统之间转发路由信息的协议,它是Internet路由系统中一个非常重要的组成部分.虽然它已被证明是一种非常稳定和有效的协议,但是随着Internet的快速发展与商业化,BGP的一个主要的局限性是它不能处理安全问题,因此经常遭到恶意攻击和人为错误的影响.加之BGP协议自身的脆弱性,使得域间路由系统正面临着非常严峻的安全问题.文中详述了域间路由系统所面临的安全威胁,全面地探讨了协议增强和安全防范机制,并对现有安全方案进行了分析.     

BA-BGP:一种基于备份AS通告的域间路由协议

BGP协议通过触发全局、反应式收敛应对网络拓扑和策略变化,然而由于其收敛时间过长、收敛过程中大量AS经历不可达、环路,造成大量转发中断,难以支持VoIP、远程医疗等关键业务的应用。本文提出了一种基于备份AS通告的新型域间路由协议BA-BGP,在不影响BGP协议动态性的基础上,通过在更新报文中增加备份AS属性,使AS节点可以获取到达目标的备份AS地址,当节点面临瞬时失效时可将报文封装转发到与备份AS关联的路径,从而降低了转发中断。大量模拟实验证明,通过采用具有互联网特征的拓扑以及广泛采用的BGP策略,BA-BGP有效降低了链路失效引起的瞬时失效率与转发中断时间,增强了网络可靠性。     

解决策略冲突导致BGP路由发散的自适应机制

BGP(border gateway protocol)作为一种基于策略的协议,允许每个自治系统独立地选择本地路由策略.自治系统之间可能存在的路由策略冲突会引起BGP路由持续不稳定.当前提出的解决办法要么需要增加额外的通信开销,要么限制自治系统自由的选择路由策略.提出了一种解决策略冲突引起BGP路由不收敛的自适应方法,既不损害自治系统选择路由策略的灵活性,也不需要在BGP消息中增加额外信息.路由的稳定性被加入到BGP的判决过程中,不稳定路由的优先级被降低,使更加稳定的路由得以被选为最优路由,终止路由策略冲突引起的争执.在网络拓扑发生改变的情况下,这种新方法能够自适应地调整路由选择,重新收敛到新的稳定状态.     

BGP-SIS：一种域间路由系统BGP-LDoS攻击威胁传播模型

针对域间路由系统的低速率拒绝服务攻击(Low-rate denial of service against BGP,BGP-LDoS)通过引起级联失效造成域间路由系统整体瘫痪。研究BGP-LDoS攻击威胁下域间路由系统级联失效的传播机理、影响因素是应对和防范该攻击的基础。通过分析域间路由系统的结构特性以及BGP-LDoS攻击过程,提出这一种基于传染病动力学的BGP-LDoS威胁传播模型BGP-SIS。将系统中每个节点的状态划分为易感态、感染态,利用传染病动力学模型SIS对攻击所造成的级联失效过程进行描述,推导攻击威胁下域间路由系统的最终状态。利用仿真实验对模型及推论的有效性进行验证。实验结果表明BGP-SIS能够有效描述和预测BGP-LDoS攻击下域间路由系统级联失效的传播规律,可为域间路由系统检测和防御BGP-LDoS攻击提供借鉴和参考。     

域间路由连通不完全性分析

论文从应用需求的角度出发,研究了分布式应用系统与网络层端到端连接性之间的关系,认为分布式系统的模型和部署应独立于网络层端到端连接。指出目前Internet域间路由中AS之间路由策略独立定义和实施对这种独立性带来了不利影响,它导致Internet跨域的端到端连接是连通不完全的。并试图提出初步的解决思路和方案。     

基于IPv6的BGP4+路由策略的研究与实现

边界网关协议(border gateway protocol,BGP)用于在自治系统之间交换路由信息,其目的是在自治系统之间选择最好的路由,BGP为了控制路由的传播为路由附带了大量的属性信息,这些属性信息和路由策略结合起来,在自治系统之间选取更好的路由.介绍了边界网关协议的基础上,重点分析了IPv6下BGP4 路由策略的实现.     

基于国际视图的域间路由异常监测

域间路由安全监测方案由于部署方便和系统整体开销较小,在增强路由系统安全性方面得到了广泛应用。文章针对目前国内的监测方案在感知国内互联网路由安全态势方面的不足,提出基于国际视图的监测方法,并设计了相应的异常监测算法。异常监测算法包括国家级非法宣告前缀异常监测算法和国家级多源冲突异常监测算法。这是对目前监测方案的有力补充。该方法可以有效监测到国外AS对国内路由的劫持;同时评估国内非法宣告前缀对整个Internet的影响和在整个Internet上的扩散情况。     

基于SpaceWire的链路状态算法研究与设计

在距离矢量路由算法的基础上,对SpaceWire路由器的路由更新策略进行改进,引入链路状态路由算法。分析该算法的执行过程和Dijkstra算法的基本原理,完成运行该算法的路由选择模块设计,并借助网络模型对其进行仿真。验证结果表明,该模块能够自动获取当前网络状况信息,并据此计算新路由,改善SpaceWire网络的自适应性,从而提高SpaceWire网络的数据传输效率。     

改善BGP路由收敛的时间窗口机制

提出了一种时间窗口机制,能够基于路由抖动抑制中路由惩罚值的变化改善BGP(border gateway protocol)路由收敛.这种新机制把来自不同邻居的路由变化情况结合起来,利用BGP路由传播过程形成的路由相关性判断路由在网络中的稳定情况.时间窗口机制使BGP路由器能够更早地发现不稳定路由,优先将稳定路由选择为最优路由,终止路径搜索过程.模拟实验的结果表明,通过选择适当的参数,时间窗口机制能够大大缩短BGP路由收敛延时,减小收敛过程中的通信开销.而且,这种方法不需要在BGP的路由消息中增加额外的信息,因此容易在实际网络中逐步部署.     

支持域间分布式分组过滤的BGP扩展

可信任是下一代互联网的重要特征.目前,互联网的路由系统只按照分组的目的IP地址转发分组,携带虚假源IP地址的伪造分组也会被传输到目的地,这会在威胁接收方安全的同时,隐藏发送方的真实身份.可信任互联网的路由系统不仅需要能够正确地转发分组,而且能够验证分组来自正确的发送方.基于路由的域间分布式分组过滤是过滤伪造分组的有效方法.提出了BGP的路由选择通知功能扩展,为域间分组过滤提供过滤标准.在扩展的支持下,边界路由器能够鉴别进入本自治系统的分组的真实性,过滤掉伪造其他自治系统地址的分组.模拟结果表明,路由选择通知不会对BGP正常的路由功能产生负面影响,选择合理的路由选择时钟参数,可以在同时取得较小带宽开销和较快收敛速度的情况下,为域间分布式分组过滤提供支持.