基于智能路由模拟技术实现电信大网复杂的动态路由分析方法

摘要

基于智能路由模拟技术实现电信大网复杂的动态路由分析方法，在监控主机由软件程序模拟一台BGP路由器，该路由器只用于监控所有邻居，不转发邻居的BGP报文；该软件路由器在前台页面上配置邻居；在与邻居通过open消息握手后，对邻居发送的update消息接收并解析，写入本地路由表和数据库，但不把本地路由表广播给邻居，以使邻居无法知道通过本软件路由器可以到达的目的网络，邻居也不会向本软件路由器发送BGP协议报文进行转发服务；软件路由器配置监控邻居的步骤是：用户在软件路由器的前台界面上编辑增加邻居、删除邻居、编辑邻居信息后，通过TCP连接发送给监控主机的BGP后台可实现BGP邻居配置。

说明书

技术领域

本发明涉及基于智能路由模拟技术实现电信大网复杂的动态路由分析。

背景技术

边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)是自治系统间的路由协议。BGP交换的网络可达性信息提供了足够的信息来检测路由回路并根据性能优先和策略约束对路由进行决策。特别地，BGP交换包含全部as path的网络可达性信息，按照配置信息执行路由策略。

随着近年来互联网的进步和增长，它也不得不面对一些严重的规模问题，包括：

1)B类网络地址空间的耗尽。该问题的主要原因之一，是缺少适于中型组织的中等大小的网络；C类网络，最多拥有254个主机地址，实在太少，而B类网络允许最多65534个地址，却又太大无法充分使用。

2)互联网路由器中路由表的增长使目前的软件(和人们)无法有效管理。

3)32位IP地址空间的耗竭。

很明显，前两个问题和最后一个问题可能分别在今后一两年内和三年内变得急迫。无类别域间路由(CIDR)试图解决这些问题，设计相应机制来降低路由表和对新IP网络分配需求的增长速度。它并没有解决更具长期性的第三个问题，而是努力让近期问题推迟使得互联网仍能有效运作，同时着手远期的解决方案。

BGP支持路由信息的聚合及基于无类别域间路由体系(CIDR)的路由减少，有效地适应因特网的飞速发展。然而这些信息都是在BGP路由器之间交换，在实际应用中，用户往往比较关注监控路由器路由信息的变化，希望能够及时查到关注的路由器的路由查询，如果路由器路由信息发生变化或收到NOTIFICATION消息能够及时地发出告警信息。对于这种应用需求，必须开发一个基于智能模拟技术的动态路由分析系统。

发明内容

本发明目的是：提出一种实现电信大网复杂的动态路由分析方法。虽然BGP协议能够交换网络可达信息，支持路由信息的聚合及基于无类别域间路由体系(CIDR)的路由减少，但不能满足用户的日常需求。本发明方法基于BGP协议，能够对指定的Neighbor信息进行监测，自动定期获取包括邻居建立时间、AS号、BGP邻居状态、BGP路径数、BGP邻居可用性，并通过颜色和告警标识，从而从用户角度加强了系统的实用性。

本发明的技术解决方案是：基于智能路由模拟技术实现电信大网复杂的动态路由分析方法，在监控主机由软件程序模拟一台BGP路由器，该软件路由器只用于监控所有邻居，不转发邻居的BGP报文；该软件路由器在前台页面上配置邻居；在与邻居通过open消息握手后，对邻居发送的update消息接收并解析，写入本地路由表和数据库，但不把本地路由表广播给邻居，以使邻居无法知道通过本软件路由器可以到达的目的网络，邻居也不会向本软件路由器发送BGP协议报文进行转发服务；

软件路由器配置监控邻居的步骤是：用户在软件路由器的前台界面上编辑增加邻居、删除邻居、编辑邻居信息后，通过TCP连接发送给监控主机的BGP后台可实现BGP邻居配置；

监控所有邻居的步骤是：通过邻居发送的BGP协议报文分析路由信息，实现对逻辑路由拓扑路径的发现，并能在拓扑图上呈现特定路径详细信息，包括邻居建立时间、AS号、BGP邻居状态、BGP路径数、BGP邻居可用性、BGP版本抖动；当收到邻居撤销路由、NOTIFICATION消息、邻居断开连接或恢复连接时发送告警，经snmp trap方式接口与IP网管系统的告警模块关联，统一由IP网管告警模块呈现告警信息。

软件路由器接收到邻居发送的撤消路由时，在实时路由表中删除该路由，把撤消路由写入更新/撤消路由历史表，通过snmp trap方式向IP网管系统告警发送严重告警；程序接收到邻居发送的更新路由时，在实时路由表中增加该路由，把更新路由写入更新/撤消路由历史表，通过snmp trap方式向IP网管系统告警发送一般告警；程序接收到邻居发送的NOTIFICATION消息时，把该消息写入NOTIFICATION消息历史表，通过snmptrap方式向IP网管系统告警模块发送严重告警；程序定时检查与邻居之间的TCP连接，发现连接断开，在邻居通断原始数据表中写入断开信息，把邻居表的status值修改为断开(-1)，通过snmp trap方式向IP网管告警模块发送严重告警；程序定时检查与邻居之间的TCP连接，发现恢复连接，在邻居通断原始数据表中写入恢复连接信息，把邻居表的status值修改为连接状态(1)，通过snmp trap方式向IP网管系统告警模块发送恢复告警。

当收到邻居撤销路由、NOTIFICATION消息、邻居断开连接或恢复连接时发送告警时，经snmp trap方式接口与IP网管系统的告警模块关联，统一由IP网管告警模块呈现告警信息。此外，用户在前台在前台界面上编辑增加邻居、删除邻居、编辑邻居信息后，通过TCP连接发送给该系统可实现BGP邻居配置。

邻居也不会向本软件路由器发送BGP报文进行转发服务。通过BGP协议报文分析路由信息实现对逻辑路由拓扑路径的发现，并能在拓扑图上呈现特定路径详细信息，包括邻居建立时间、AS号、BGP邻居状态、BGP路径数、BGP邻居可用性、BGP版本抖动。

本发明有益效果：

传统的路由器通过BGP协议够交换的网络可达性信息提供信息来检测路由回路并根据性能优先和策略约束对路由进行决策。用户必须登陆到BGP设备上才能查到路由器上的路由信息。用基于智能路由模拟技术实现电信大网复杂的动态路由分析系统可以实现对对路由信息、路由变化信息、邻居信息进行查看，如果路由器路由信息发生变化或收到NOTIFICATION消息能够及时地发出告警信息，从而极大地方便了用户管理网路。

具体实施方式

下面通过详细流程，具体地阐述本发明。

1.1BGP监控

1)与邻居建立TCP连接，端口号179；

2)发送Open消息，建立BGP初始握手消息；

3)每分钟发送心跳消息；

4)接收邻居发送的update报文(包括新增路由和撤消路由)，发送ack应答消息，但不向邻居发送本地路由库的更新消息(只接收不发送update消息)；

5)生成本地路由表。

1.2撤销路由

1)程序接收到邻居发送的update消息中包含撤销路由；

2)在实时路由表中删除该路由；

3)把撤销路由写入更新/撤消路由历史表；

4)通过snmp trap方式向IP网管系统发送严重告警。

1.3更新路由

1)程序接收到邻居发送的update消息中包含更新路由；

2)在实时路由表中增加该路由；

3)把更新路由写入更新/撤消路由历史表；

4)通过snmp trap方式向IP网管系统告警发送一般告警。

1.4 NOTIFICATION消息

1)程序接收到邻居发送的NOTIFICATION消息；

2)把该消息写入NOTIFICATION消息历史表；

3)通过snmp trap方式向IP网管系统告警模块发送严重告警。

1.5与邻居之间断开

1)程序定时检查与邻居之间的TCP连接，发现连接断开；

2)在邻居通断原始数据表中写入断开信息；

3)把邻居表的status值修改为断开(-1)；

4)通过snmp trap方式向IP网管系统告警模块发送严重告警。

1.6与邻居之间恢复

1)程序定时检查与邻居之间的TCP连接，发现恢复连接；

2)在邻居通断原始数据表中写入恢复连接信息；

3)把邻居表的status值修改为连接状态(1)；

4)通过通过snmp trap方式向IP网管系统告警模块发送恢复告警。

1.7新增邻居

1)由用户在前台页面输入邻居IP、邻居AS号，选择对应的监控主机，前台程序把邻居IP、邻居AS号、监控主机IP，及01命令通过TCP连接发送给监控主机的bgp后台。

2)后台程序收到数据后，把邻居IP、邻居AS号添加到系统中，如果添加成功，则向web前台发送成功标志，并把邻居IP、邻居AS号、监控机IP写入bgp_neighbor表中；如果配置失败，则向前台发送配置失败标志。

3)前台按接收到的配置标志向用户提示配置成功或失败。

1.8编辑邻居

1)由用户在前台页面选择监控主机，以及需要编辑的邻居，前台程序把邻居IP、邻居AS号、监控主机IP，及02命令通过TCP连接发送给监控主机的bgp后台。

2)后台程序收到数据后，在bgp邻居配置中删除邻居1；然后把邻居IP2、邻居AS号2添加到系统中，如果添加成功，则向前面发送成功标志，并把邻居IP2、邻居AS号2、监控机IP更新到bgp_neighbor表中；如果配置失败，则向前台发送配置失败标志。

3)前台按接收到的配置标志向用户提示配置成功或失败。

1.9删除邻居

1)由用户在web页面选择删除的邻居及对应的监控主机，前台程序把邻居IP、邻居AS号、监控主机IP，及03命令通过TCP连接发送给监控主机的bgp后台。

2)后台程序收到数据后，把该邻居从bgp邻居中删除，如果删除成功，则向前面发送成功标志，并把邻居IP、邻居AS号、监控机IP从bgp_neighbor表中删除；如果配置失败，则向前台发送配置失败标志。

3)前台按接收到的配置标志向用户提示配置成功或失败。