单域BGP路由预测工具的设计与实现

摘要

作为一种关注域间流量级别上的网络性能优化技术，域间流量工程越来越受到ISP的重视。BGP协议是目前唯一广泛使用的域问路由协议，用来引导域间流量穿越自治域。因此BGP路由的合理配置是域间流量工程的关键。然而，BGP的配置非常灵活，参数组合有很多可能性，由此产生的BGP路由也不同，只能通过“反复实验”的方法，得到参数组合的最佳配置。在现实中反复实验存在太大的风险。本文提出并设计了单域BGP路由预测工具，允许网络操作员可以“零风险”评估各种BGP配置组合，根据本工具的预测结果更好地优化域间流量。
　　 本文概括性介绍了BGP协议和基于BGP的域间流量工程。
　　 由于本文设计的工具在计算最佳路由时采用Feamster算法，本文介绍了Feamster算法。Feamster针对不同场景设计了3种算法分支。本文详细介绍了Feamster算法的约束条件，各算法分支的应用场景特点、运行流程和证明过程，分析了各算法分支的性能，并且将Feamster算法与动态模拟BGP协议的仿真工具比较，指出了Feamster算法更符合域间流量工程预测BGP路由的需要。
　　 本文分析了BGP路由的若干影响因子，明确了单域BGP路由预测工具的研究对象，定义了工具的功能性需求，设计并实现了工具。本工具可以根据输入的单域BGP配置信息，预测域内所有BGP路由器的最佳路由表。也可以根据给定的业务分组的目的前缀和入口点，结合BGP最佳路由表，预测该业务分组在哪个出口点离开本域。网络操作员可以利用工具预测出的BGP最佳路由表和出口点，评估不同BGP配置组合的优劣，进而选出最佳的BGP配置。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 项目背景及意义

1.2 论文工作

1.3 论文结构

第二章 背景知识

2.1 BGP协议概述

2.1.1 基本概念

2.1.2 BGP工作机制

2.1.3 路由反射器

2.1.4 BGP消息类型

2.1.5 BGP路径属性

2.1.6 BGP路由选择过程

2.2 基于BGP的域间流量工程

2.2.1 基本概念

2.2.2 基于BGP的域间流量特点

2.2.3 基于BGP的域间流量工程的方法

2.2.4 基于BGP的域间流量工程技术现状

2.3 本章小结

第三章 Feamster算法

3.1 约束条件

3.2 FEAMSTER_BEST_EBGP算法

3.2.1 算法应用场景

3.2.2 算法描述及证明

3.2.3 算法性能分析

3.3 FEAMSTER_BEST_EBGP_MED算法

3.3.1 MED引发的问题

3.3.2 算法应用场景

3.3.3 算法描述及证明

3.3.4 算法性能分析

3.4 Feamster_BEST_EBGP_RR算法

3.4.1 路由反射机制引发的问题

3.4.2 算法应用场景

3.4.3 算法描述及证明

3.4.4 算法性能分析

3.5 本章小结

第四章 软件需求分析

4.1 影响BGP路由选择的若干因子

4.1.1 BGP入口策略

4.1.2 确定性

4.1.3 iBGP拓扑结构

4.1.4 IGP cost

4.2 研究现状

4.3 约束条件

4.4 功能性需求

4.3.1 输入输出

4.3.2 功能分析

4.5 本章小结

第五章 软件设计与实现

5.1 软件系统结构

5.1.1 系统流程设计

5.1.2 总体结构和模块划分

5.1.3 数据库设计

5.2 入口策略过滤模块

5.2.1 数据结构定义

5.2.2 关键函数的定义与实现

5.3 最佳路由计算模块

5.5.1 子分支流程

5.5.2 数据结构定义

5.5.3 关键函数的定义与实现

5.4 用户界面

5.5 本章小结

第六章 结束语

6.1 论文工作总结

6.2 问题和展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文