域间路由系统动态演化模型研究

本文研究了因特网域间路由系统中各个自治系统在其成长消亡过程中需要考虑的各种影响因素,系统地阐述了自治系统之间商业关系的产生和变化,基于复杂系统的HOT理论建立了因特网域间路由系统的动态演化模型-CMV-HOT模型。本模型通过对域间路由系统的内部规律和外在表现的分析,考虑了AS间商业关系、不同AS的类型、连接约束等多种条件,从复杂系统的角度对域间路由系统的演化过程进行模拟。通过与真实BGP路由表数据的比较,说明CMV-HOT模型具有很高的准确性和实用价值。     

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。     

域间路由系统自组织特性

域间路由系统与Internet一样是一个复杂巨系统.自组织理论是当前对于复杂性系统研究的重要成果,是研究复杂系统的有效工具.所以,从自组织特性的角度分析了域间路由系统的内在规律和外在表现,并且评价了为了改善域间路由系统的扩展性、收敛性、稳定性和安全性而对BGP协议进行改进的各种方法.在对BGP的发展趋势进行预测的基础上,给出了利用自组织特性解决域间路由系统问题的指导原则和几种可行的方法.     

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。     

区分自治系统关系的域间路由体系研究

BGP-4是Internet采用的惟一域间路由协议，但它并不能确保路由收敛，复杂的网络结构加剧了路由潜在振荡的危险性．为此，提出了一种自约束的域间选路机制，在不违反传统流量工程原则和自治系统间结算原则的前提下，通过抑制违背自治系统间关系的路由通告和路由选择，达到维护全系统路由稳定的目的；对昕提方案的技术可行性进行论证，给出了新的选路机制原型系统的定义和关键算法的实现．区分自治系统关系的域间路由体系有效回避了路由策略一致性全局检测这一NP-complete问题．     

Internet自治系统级拓扑发现系统的研究与实现

Internet由多个自治系统相互连接而成，AS间的互联结构体现了Internet的宏观结构。研究AS间的连接关系可以辅助分析网络特性。该文研究了Internet AS级拓扑发现，实现了一个Internet AS级拓扑发现系统。该系统分析BGP路由表得到Internet AS级拓扑并直观显示出来。分析了AS级拓扑的度分布属性，分析结果显示生成的拓扑具有幂律分布特性。     

因特网AS级拓扑的健壮性测度与健壮性演化

以自治系统(autonomous system,AS)为基本组成单元的域间路由系统是因特网(Internet)的核心组成部分,研究Internet AS级拓扑的健壮性对于整个Internet的健壮性设计具有重要意义.2003年的北美停电事故与2006年、2010年的台湾地震表明,当今Internet的健壮性仍亟待增强.本文结合基本的拓扑理论与实际的路由策略约束,利用Internet AS级拓扑的层次特性,从"单个AS"和"全局拓扑"两个不同的层面研究AS级拓扑的健壮性测度与健壮性演化:1)提出了对单个AS的健壮性测度的方法;2)对全局AS级拓扑的健壮性测度提出了k容错模型---任意k个AS级的节点/链路故障不影响任何其他两个AS之间的连通性;3)基于健壮性测度方法和k容错模型,提出了健壮性演化的机制与方法.对当今Internet AS级拓扑的统计分析表明:1)25.8%的AS节点还不能承受1个AS级的链路故障,26.4%的AS节点还不能承受1个AS节点故障;2)将现有的AS级拓扑演化为k容错拓扑不仅能保证任意节点对之间可达性的k容错,在故障数超过k的情况下,k容错拓扑的健壮性也显著优于原拓扑.     

互联网的局域世界演化模型仿真研究

研究Internet拓扑有利于解决Internet上通信协议、病毒传播、拥塞控制等问题，针对不同的预测和改善Internet性能的目的，建立合适的拓扑模型是非常重要的。该文从复杂网络建模的角度出发，研究了自治系统层面Internet的拓扑特性，综合考虑了局域世界内的偏好连接、节点和链接的随机或优先消亡、节点间非线性优先连接、新节点所带来的外部链接及网络内新增的内部链接等诸多因素，提出了一个新的Internet局域世界演化模型ELWI。采用C＋＋和Matlab这两个工具来对Internet和所生成的ELWI拓扑进行研究，通过比较仿真结果发现，ELWI很好地刻画了自治系统层面Internet的无标度、小世界和局域世界等诸多特性及其演化行为。     

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。     

基于元胞自动机模型的域间路由仿真分析

由于域间路由系统的大规模性和拓扑关系的复杂性,使得分析宏观路由行为成为一个难题。提出一种基于元胞自动机模型的域间路由仿真模型,用于分析域间路由系统的宏观行为。研究结果表明,仿真模型在一定程度上可以较好地反映域间路由系统的宏观行为特征。仿真结果发现,在域间路由系统中,小范围短时间的不稳定路由行为经过广泛传播,会导致整个路由系统出现不良系统行为。     

基于知识库的域间路由监测系统

域间路由系统是互联网的基础设施。但由于域间路由系统自身的脆弱性,导致域间路由系统面临越来越多的挑战。本文从域间路由监测的角度,设计基于知识库的域间路由监测系统。该监测系统以及时准确的知识库为基础,利用异常路由威胁评估模型与方法对异常路由数据进行进一步评估处理。介绍系统的部署环境,证明系统的有效性。     

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。     

ISPView：一种域间路由可视化监测系统

基于BGP协议构造的域间路由系统是因特网的基础设施,面临多种恶意攻击的威胁且易受人为错误的影响,安全监测是增强域间路由健康和安全的重要手段。本文介绍了域间路由监测的可视化系统ISPView的设计与实现,采用改进的磁场-弹簧的力学模型实现网络拓扑图的动态展示。将算法应用于ISPView中,可以展示不同粒度下的网络拓扑结构,动态显示路由系统的安全状态,实现对域间路由的异常行为的安全监测。     

基于双毁伤因素的域间路由系统级联失效模型

级联失效建模研究对检测和防御级联失效攻击具有重要意义。针对现有研究存在毁伤因素单一、失效条件不符合实际等问题，提出了基于双毁伤因素的域间路由系统级联失效模型。该模型综合考虑了UPDATE报文和流量重分配对级联失效过程的影响，并基于两者的相互作用关系，系统刻画了级联失效过程。实验结果表明，该模型能够较准确地模拟域间路由系统级联失效过程，验证了模型的有效性。相对于已有模型，使模型与真实数据的预测偏差降低了35%。     

An immune-theory-based model for monitoring inter-domain routing system

The inter-domain routing system faces many serious security threats because the border gateway protocol(BGP) lacks effective security mechanisms.However,there is no solution that satisfies the requirements of a real environment.To address this problem,we propose a new model based on immune theory to monitor the inter-domain routing system.We introduce the dynamic evolution models for the "self" and detection cells,and construct washout and update mechanisms for the memory detection cells.Furthermore,borrowing an idea from immune network theory,we present a new coordinative method to identify anomalous nodes in the inter-domain routing system.In this way,the more nodes working with their own information that join the coordinative network,the greater is the ability of the system to identify anomalous nodes through evaluation between nodes.Because it is not necessary to modify the BGP,the ITMM is easy to deploy and inexpensive to implement.The experimental results confirm the method’s ability to detect abnormal routes and identify anomalous nodes in the inter-domain routing system.     

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。     

基于传播动力学的域间路由系统关键节点识别方法

域间路由系统是互联网的关键基础设施,对域间路由系统中的关键节点实施保护具有重要意义。针对现有关键节点识别方法识别出的关键节点不能反映节点在失效传播过程中起到关键作用的问题,提出了基于传播动力学的关键节点识别方法。该方法通过综合考虑节点失效后引发的负载重分配和UPDATE报文传播对周围节点和边产生的影响,提出了基于DDF-CFM模型的节点重要性评估模型。实验结果表明,该方法相比已有方法识别关键节点的准确程度至少提高7.3%。同时,在10 000个网络的规模下,仅5个关键节点失效就将导致大规模的域间路由系统级联失效。