Internet路由关联分析与监测系统设计

Internet已经从一个学术性网络演化成为具有商业意义的公共信息基础设施的重要组成部分,路由系统是其基础和关键部分,对Internet路由层面的监测与分析有着重要的理论和现实意义.Internet路由结构被划分成为域内路由和域间路由,两者紧密联系并相互作用,但是目前路由监测和分析的工作主要基于单一协议进行,无法给出包含多种路由协议的全面监测视图,也不能很好地解决由于协议交互带来的问题.针对这个不足,探索了域内和域问路由的关联分析技术,并在此基础上成功设计实现了Internet路由监测系统IRMS(Internet routing monitoring system).IRMS在对主流路由协议OSPF,BGP的监测基础上,可以提供包括全局路由拓扑构造、协议交互分析在内的路由关联分析能力.实际网络路由监测实验表明,IRMS使网络管理人员可以更加深入和全面地进行路由监测分析.     

OSPF协议下的网络数学拓扑模型

研究Internet的拓扑结构是认识Internet的必然过程,也是在更高层次上开发利用Internet的基础,拓扑建模就是把这个看似混乱的网络拓扑简单化,建立使人们更容易理解网络的结构。Internet网被分成多个自治系统。自治系统内路由器间的通信通过路由选择协议,目前常用的路由选择协议有RIP,OSPF,EIGRP。该文通过OSPF协议的特点,通过图论的知识抽象出在OSPF协议下网络的地理超图结构,并且通过超图结构用简单的图论语言模拟OSPF自治系统的形成过程。     

卫星路由算法研究

对目前几种主流的组网技术,包括异步传输模式(ATM),网际互连协议的协议栈(IP),多协议标签交换(MPLS),卫星网络与地面网络的网络构成、拓扑以及通信时延等特点作了分析比较,同时对地面网络上的主要的路由算法进行了分析,主要包括距离向量算法和链路状态算法等;给出了运行于卫星网络上的路由算法,并对路由算法的三种策略进行了分类分析,其中基于虚拟拓扑路由策略的路由算法多用于基于像ATM等面向连接的网络;而采用虚拟节点概念的路由算法常用于基于IP的路由;基于拓扑依赖策略的路由算法,对于特定的星座网络将会有较高的效率.     

互联网AS拓扑的结构与连通性研究

基于BGP协议的域间路由系统是Internet的核心基础设施。研究域间路由系统在自治系统AS级的拓扑结构,深入理解并揭示AS拓扑的结构及连通性方面的特性,对于提高互联网路由系统的安全性、健壮性以及性能都具有重要的指导意义。AS之间的商业关系模型是互联网域间路由系统的基本模型之一,是AS拓扑研究的基础。受商业关系的约束,AS拓扑的结构与连通性呈现出了与普通无向图或有向图所不具备的特性:层次结构特性与AS路径的无谷底约束。本文提出了针对AS拓扑的层次划分算法,对AS拓扑的连通性做了深入研究,分析并验证了顶级AS的全互联结构,并进一步阐述了从宏观上对单个AS的连通性的评估方法。     

基于树形拓扑的无线Mesh网络路由协议研究

研究和分析了无线Mesh网络路由协议及其特点,提出了无线Mesh网络路由协议设计原则.遵循这些原则,充分利用Mesh网络全相连的优点构建出树形逻辑拓扑结构,该拓扑结构能满足无线Mesh网络业务特点的要求.在该拓扑树基础上设计了一种基于树形拓扑的无线Mesh网络路由协议(TTRP),该协议采用无开销的源地址学习方式构建路由相关表项,快速链路切换和路由重定向机制大大提高了TTRP路由协议的健壮性和网络的抗毁性.网络仿真结果表明了该路由协议的可行性.     

卫星路由算法研究

对目前几种主流的组网技术,包括异步传输模式(ATM),网际互连协议的协议栈(IP),多协议标签交换(MPLS),卫星网络与地面网络的网络构成、拓扑以及通信时延等特点作了分析比较,同时对地面网络上的主要的路由算法进行了分析,主要包括距离向量算法和链路状态算法等：给出了运行于卫星网络上的路由算法,并对路由算法的三种策略进行了分类分析,其中基于虚拟拓扑路由策略的路由算法多用于基于像ATM等面向连接的网络;而采用虚拟节点概念的路由算法常用于基于IP的路由;基于拓扑依赖策略的路由算法,对于特定的星座网络将会有较高的效率。     

4元N树InfiniBand网络的拓扑探查及管理

业界越来越认可InfiniBand协议在网络互联技术上的优势.根据其网络特点,将K元N树引入IBA,构造规则拓扑的网络结构,以满足性能和路由的需求.但InfiniBand协议并没有给出针对规则拓扑结构有效的管理方法,该文提出一种管理策略,以实现对这种规则拓扑的探查、错误检查及其验证.该方法同时支持基于4元N树的多种规模网络的节点定位和管理.     

无线传感器网络带状拓扑路由研究与应用

本文围绕无线传感器网络在道路交通中的应用展开讨论，根据带状拓扑结构的特殊性，提出了一个分两级网络的路由协议，由上级节点发送路由请求建立路由，下级节点维护本地路由，并将下级网络按地理位置分成无簇头的分簇结构。应用实践表明，带状拓扑结构下，此路由协议简单，容易实现，开销小等。     

基于无线Mesh网络的煤矿应急救援系统设计研究

针对煤矿井下巷道特点,指出煤矿井下无线Mesh网络适于组建链状网络拓扑结构,并应结合巷道具体环境进行电磁波衰减理论分析和节点间距设计;针对现有的路由协议不能满足煤矿井下无线Mesh网络链状拓扑结构的要求,结合MIC判据,提出了一种反应式路由协议与先验式路由协议相结合的方法;在此基础上,给出了基于无线Mesh网络的煤矿应急救援系统的整体结构及特点。实验结果表明,把无线Mesh网络应用到煤矿应急救援系统中,提高了救灾工作的安全性、可靠性及灵活性。     

多层次域间路由安全监测系统的设计与实现

基于边界网关协议(BGP)的域间路由系统已经成为Internet的核心路由设施,但由于BGP本身缺乏安全机制,很容易受到各种人为配置错误或者恶意攻击的影响。我们开发的域间路由监测系统可以从4个层次实现对域间路由的安全监测,分别是Internet、国家网络、特定ISP和特定路由。本文详细介绍了多层次域间路由安全监测系统的组成结构、软件结构、设计思想、实现技术和测试结果。     

基于事件驱动的边界网关协议BGP-4的设计与实现

边界网关协议BGP(border gateway pr otocol)是Internet上用于自治系统之间交换路由信息的动态路由协议.介绍了在清华大学研 制的国产高性能路由器中分布式路由协议BGP-4的具体实现.为了实现这一复杂的动态协议, 提出基于事件驱动的设计和实现方法.事件驱动机制能够精确地反映网络报文交换行为的实 现机制,因而很适合Internet高层协议的实现.该方法也可以用于实现其他的Internet高层协议.     

BGP4+协议一致性测试系统设计与实现*

BGP4+是一种在自治系统间运行的动态路由协议,其功能是在自治系统间交换网络层可达信息。IPv6协议作为下一代互联网最有竞争力的核心协议成为研究热点。BGP4+是IPv6最重要的路由协议,已经在路由器等网络设备中得到广泛实现。如何保证各网络设备协议实现的一致性,是保证各设备可以互连、互操作的关键。在介绍BGP4+的基础上,设计并实现了BGP4+的协议一致性测试系统,并对一基于FreeBSD平台的BGP4+一致性测试实现的结果进行了分析。     

Learning the valid incoming direction of IP packets

Packet forwarding on the Internet is solely based on the destination address of packets, and it is easy to forge the source address of IP packets without affecting the delivery of the packets. To solve this problem, one can have routers check whether or not every packet comes from a correct direction based on its source address field. However, due to routing asymmetry in today’s Internet, a router cannot simply reverse its forwarding table to determine the correct incoming direction of a packet.In this paper, we present the source address validity enforcement protocol, SAVE, which allows routers to learn valid incoming directions for any given source address. SAVE is independent from—and can work with—any specific routing protocol. By only interfacing with the forwarding table at routers, SAVE allows routers to properly propagate valid source address information from source address spaces to all destinations, and allows each router en route to build and maintain an incoming tree to associate each source address prefix with a corresponding incoming interface. The incoming tree is further valuable in handling routing changes: although a routing change at one router could affect the incoming direction of source address spaces from many locations, only the router that sees the change needs to send out new updates. Finally, SAVE has a good performance with low overhead.     

BGP协议配置及其对路由器性能的影响

BGP协议作为一个域间选路协议,很大程度上影响着Internet路由在延迟时间,有效性上的表现。研究表明,很多网络路由的延迟并非由因特网骨干路由器的BGP的路由决策导致的,而大多由于不恰当的路由器协议参数引发。论文主要阐述了路由器的参数配置如何影响路由数据报的网络带宽占用率,以及为了提高路由器的响应速度,和路由的收敛速度,在路由器的参数配置,策略配置上应该注意的问题。     

基于协议集成测试系统的BGP—4协议测试

针对BGP-4作为路由协议的特点,对现有测试方法进行了分析,选择了测试方法和测试结构;对参考实现进行了扩展,引入了动态计算等子模块以增强测试能力;TTCN格式的测试集采用自动生成和手工编写相结合的方式,以提高覆盖率;BGP-4测试在协议集成测试系统（PITS）上进行,测试发现了包括Cisco产品在内的BGP-4协议实现中的错误,证实了测试工作的有效性,测试成果促进了国产高性能路由器的开发与改进,为其他路由协议的测试提供了有益的借鉴,同时增加强了PTTS系统的测试能力,扩大了系统的适用范围。     

Agent system for inter-AS routing error diagnosis

The basic unit of Internet routing is called an autonomous system, or AS, defined as a set of routers under a single technical administration. The Internet currently comprises more than 12,000 AS's. Some are university or corporate networks; others are ISP networks. Inside an AS, a single authority controls the deployment of policies and protocols by which routers compute intra-AS paths, including paths to gateway or border routers. For inter-AS routing, the situation is more complicated. Most AS's manage the exchange of routing information through the Internet Engineering Task Force's border gateway protocol. BGP lets an AS advertise "reachability" information throughout the Internet by sending update information when network topology or routing policies change. BGP is a hop-by-hop protocol, which sends the information only to a gateway router's immediate neighbors. At NTT Network Innovation Laboratories, we have developed and are currently testing a multiagent-based system called Encore to automatically diagnose inter-AS routing problems. We briefly describe the problem addressed by the system, its design and current implementation, and recent test results     

基于Cisco网络平台的安全EIGRP路由配置

互联网络中的路由安全是网络安全的核心内容,路由器被攻击会导致整个网络的瘫痪,其破坏影响远远大于对单台计算机或服务的攻击。EIGRP是Cisco公司的一种专有路由协议,广泛应用于大中型的园区网络。介绍了EIGRP路由协议的特点,分析了针对EIGRP路由可能的路由攻击方式。以Cisco3640路由器为背景,进行了安全的EIGRP路由验证配置,使用DynamipsGU12．8软件对配置进行了验证,结果表明,为EIGRP配置验证能够有效地防止路由攻击。     

DHCPv6协议一致性测试集的设计和实现

DHCPv6的协议一致性测试根据相应的协议描述文本对协议实现进行测试。该文介绍了DHCPv6协议，分析了TAHI中DHCPv6测试的不足，提出了一种采用虚拟测试器方法的测试拓扑和一种层次化的消息定义结构。在此基础上设计了61个DHCPv6测试例，对Cisco 2600路由器进行了测试并分析了测试结果。     

多网关无线Mesh网络干扰与负载感知路由度量

提出一种应用于多网关无线Mesh网络中的路由度量。首先建立多网关网络模型,获取网络拓扑信息并依此为网络节点分配不同的权值;然后通过网络拓扑信息及无线链路的衰落特性,推导网络中链路信号与干扰噪声比SINR的分布特性,进而计算链路的中断概率和中断速率;最后获取Mesh路由器节点缓存包数量,并计算网关节点容量占比,针对客户端业务和Internet业务设计具有保序性的ILR(Interfere and Load aware Routing)路由度量,网络依据路由度量为客户端业务和Internet业务选路。ILR路由度量考虑了网络干扰因素和负载分布信息,能够有效降低网络干扰,达到网络负载均衡、提高网络吞吐量的目的。     

一种二维片上网络路由器的设计实现

片上网络(Network on Chip, NoC)作为解决众核芯片互连的主流方案,其性能很大程度上取决于网络的拓扑结构。而网络拓扑结构的效能受到网络路由器的直接影响。因此,基于特定拓扑结构的路由器设计实现具有非常重要的研究意义。因此将XY路由算法应用于路由器节点中,设计了基于2D Mesh拓扑结构、轮询仲裁机制与虫孔交换流控的片上网络路由器,并使用Modelsim对路由器进行了功能验证。实验结果表明,设计的路由器能满足微片数据的处理,能够正确的收发数据包。