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。     

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。     

一种面向域间路由系统的信任模型

在域间路由系统中,边界网关协议(border gateway protocol, BGP)的运行基于对自治域路由通告行为的可信假设,给了虚假路由信息发布者可乘之机,导致影响Internet稳定运行的安全事件时有发生,然而现有研究工作并不能有效抑制虚假路由信息的产生和传播,因此提出一种面向域间路由系统的信任模型,以实现对自治域路由通告行为准确的可信评估.在该模型中,在每个评估周期,评估自治域对其邻居自治域的历史路由通告行为进行直接评估,同时收集被评估自治域的其他邻居自治域对其的直接评估,最后综合多方来源的直接评估结果计算被评估自治域的信任度.采用路由通告行为预测方法,以使直接评估结果可准确反映被评估自治域的未来路由通告行为,此外,为使评估自治域可获得充分的信任信息以保障信任度评估结果的准确性,采用信任推荐激励机制促进自治域积极参与信任推荐,自治域间相互根据对方的历史信任推荐积极性计算信任推荐概率,并基于该概率进行信任推荐.实验结果表明：相比于其他信任模型,在不同的评估环境中,信任模型的信任评估结果可更为准确地反映被评估自治域未来发布真实路由通告的可能性.     

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。     

基于流量的域间路由优化技术研究

域间路由优化技术是域间路由研究的一个热点问题。本文分析了当前BGP路由存在的问题,总结了域间路由优化技术的主要研究方向,指出了其中需要进一步研究与解决的关键技术与问题。     

基于复杂系统理论的域间路由系统演化模型CMV-HOT

对域间路由系统的基本问题能否找到有效而又彻底的解决方法,在很大程度上取决于对域间路由系统行为模型的准确刻画.随着Internet网络规模的扩展和应用的多样化,域间路由系统体现出复杂巨系统的特征.从复杂系统理论出发,研究了Internet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,基于HOT理论建立了域间路由系统的动态演化模型--CMV-HOT模型.CMV-HOT模型将自治系统分为核心层AS、传输层AS以及边缘层AS三类,通过对域间路由系统的内部规律和外在表现的分析,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,CMV-HOT模型在节点度分布、网络的平均路径长度以及聚集系数等关键参数上有很好的一致性.因此模型能同时满足幂率特性和小世界特性,在网络研究中具有极高的准确性和实用价值.     

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。     

一种新的域间路由系统信任模型

传统的信任模型在域间路由系统中存在着证书管理困难等问题。针对域间路由系统结构的特点,提出一种新的信任模型－TTM（Translator Trust Model）。分析结果表明,TTM在满足一定安全需求的基础上,其证书规模仅为传统模型的1%,具有良好的规模可扩展性。     

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．     

基于生灭过程的域间路由系统相继故障模型

大规模BGP-LDoS（Low-rate DoS attack against BGP sessions）攻击是造成域间路由系统大范围相继故障的一种典型且有效的技术手段。在分析BGP-LDoS攻击技术及特性的基础上，提出一种基于生灭过程理论的相继故障模型。将域间路由系统的所有节点视为一个单种群，将BGP-LDoS攻击下的路由节点故障传播过程视为种群的生灭过程，即各个节点在正常态和故障态之间的迁移。通过构建的故障传播主方程，形式化描述节点故障在域间路由系统中的级联传播。理论分析和实验结果都验证了该模型能够有效描述BGP-LDoS攻击导致的域间路由系统节点故障传播过程，可为域间路由系统相继故障预防与控制技术的研究提供理论支持。     

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。     

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。     

互联网域间路由可扩展性

互联网域间路由可扩展性问题是下一代互联网体系结构设计必须首先解决的关键问题之一.通过引入路由信息熵的概念,深入阐述Internet路由可扩展性问题的内在本质,并基于这一理论模型,分别从3个方面归纳解决路由可扩展性问题的3种可行思路.重点讨论了这3种思路应用于互联网路由系统的出发点和局限性.并就典型的具体提案从体系结构的角度进行了分析评价.最后总结路由可扩展性问题的挑战性,并展望了未来可扩展路由的研究发展方向.     

域间多路径路由协议

边界网关协议(border gateway protocol,简称BGP)是当前互联网的核心协议,但是由于BGP是一种单路径路由协议,所以仍存在可靠性差、无法有效使用次优路径以及负载均衡支持较弱等问题.域间多路径路由可以通过发挥底层网络的AS级路径多样性,提高域间路由的可靠性、报文分组转发的总体性能和整个网络资源的利用率.因此,域间多路径路由是解决上述BGP问题的一种有效手段,符合互联网应用不断深入、促进路由技术发展的需求.主要综述域间多路径协议,并将其分为3类:单径通告多路转发协议、多径通告多路转发协议和新型域间多路径路由体系结构提出路径多样性、控制平面和数据平面开销、无环路特性等8项主要路由系统性能指标,并比较、分析了域间多路径路由协议.最后,指出域间多路径路由协议面临的主要挑战和未来的研究方向.     

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。     

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.