BGP路由抖动抑制算法的研究与改进

BGP路由抖动抑制算法的研究与改进

论文摘要

随着网络规模的迅速扩大,对网络的性能也有了更高的要求。为了方便网络的管理,整个因特网被划分为若干个不同的自治域,域间通过外部网关协议BGP交换路由信息。路由系统是网络互联的核心部分,控制着网络流量的传输。路由不稳定将导致网络性能下降,而路由抖动是路由不稳定的重要原因之一。频繁的路由抖动不仅加重了路由器的CPU处理负担,增加了网络的带宽消耗,严重情况下还会造成网络的瘫痪。因此,研究如何有效的抑制路由抖动并排查抖动源具有重要的意义,也是提升网络稳定性的主要研究方向。路由抖动抑制算法的实质是通过事先预测路由的稳定性,对认为不稳定的路由进行抑制来防止其在整个网络中的传播。由于该机制在稳定Internet路由上扮演着非常重要的角色,故设计出高效的算法非常必要。同时,定位路由抖动源为从根本上解决BGP路由不稳定问题提供了可能。因此本文从提升路由抖动抑制算法的性能和定位抖动源的角度出发,对算法进行了深入研究,所做的工作如下:(1)针对RCN路由抖动抑制算法由于无效路径探索产生大量更新消息量的问题,利用RCN表和路径探索产生的路由特点,提出了路径探索检测的方法和一种带路径探索检测的RCN路由抖动抑制算法。该算法能正确区分路由抖动和路径探索并对无效路径探索进行抑制,仿真实验表明算法既保证了网络的快收敛性,又减少了更新消息量。同时将该算法和RCN路由抖动抑制算法相结合应用于网络系统,得到了性能更优的算法。(2)本文针对引起路由抖动的两大重要原因:路由器故障和链路故障,进行了研究,并利用link-value值和RCN表提出一种可定位抖动源的LRCN路由抖动抑制算法。仿真实验表明该算法能够正确定位抖动源,从而为从根本上消除路由抖动提供了可能,为Internet的稳定性做出了贡献。(3)针对路由抖动抑制算法的收敛时间和更新消息量这两项性能指标进行了大量的实验,并分析MRAI、SSLD、WRATE、路由策略和网络拓扑结构对算法性能的影响,总结出在网络中使用SSLD机制和路由策略可以更高效的发挥路由抖动抑制算法的作用。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 插图索引
  • 附表索引
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景及意义
  • 1.1.1 研究背景
  • 1.1.2 研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 域间路由稳定性研究现状
  • 1.2.2 BGP 路由抖动研究现状
  • 1.3 论文主要工作概述
  • 1.4 论文基本结构
  • 第2章 BGP 路由抖动抑制算法研究概述
  • 2.1 BGP 协议介绍
  • 2.2 RFD 算法原理
  • 2.3 RFD 算法介绍
  • 2.3.1 SRFD 算法
  • 2.3.2 RFD+算法
  • 2.3.3 MRFD 算法
  • 2.3.4 RCN 路由抖动抑制算法
  • 2.4 RFD 算法的性能指标
  • 2.5 小结
  • 第3章 带路径探索检测的RCN 路由抖动抑制算法
  • 3.1 引言
  • 3.2 RCN 路由抖动抑制算法的不足
  • 3.3 带路径探索检测的RCN 路由抖动抑制算法
  • 3.3.1 路径探索检测
  • 3.3.2 算法设计
  • 3.4 仿真实验与分析
  • 3.4.1 人工网络拓扑图
  • 3.4.2 Internet 网络拓扑图
  • 3.4.3 2RCN 算法
  • 3.5 小结
  • 第4章 一种可定位抖动源的LRCN 路由抖动抑制算法
  • 4.1 引言
  • 4.2 路由抖动的原因
  • 4.2.1 路由器故障
  • 4.2.2 链路故障
  • 4.3 可定位抖动源的LRCN 路由抖动抑制算法
  • 4.3.1 link-value 值
  • 4.3.2 定位抖动源的方法
  • 4.4 仿真实验与分析
  • 4.4.1 定位路由器故障
  • 4.4.2 定位链路故障
  • 4.4.3 定位方法比较
  • 4.4.4 算法性能分析
  • 4.5 小结
  • 第5章 影响路由抖动抑制算法的因素分析
  • 5.1 引言
  • 5.2 影响算法性能的因素
  • 5.2.1 MRAI
  • 5.2.2 SSLD
  • 5.2.3 WRATE
  • 5.2.4 路由策略
  • 5.3 仿真实验与分析
  • 5.3.1 全互连拓扑结构
  • 5.3.2 三角形拓扑结构
  • 5.3.3 Internet 网络拓扑结构
  • 5.4 小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录A (攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)
  • 附录B (攻读硕士学位期间所参与的科研活动)
  • 致谢
  • 相关论文文献

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