论文摘要
Internet由数万个经济独立的自治域组成，每个自治域都是处于一个机构（诸如Internet服务提供商、公司、学校等）管理之下的若干链路和路由器的集合。边界网关协议是唯一正在使用的域间路由协议，旨在自治域之间交换网络可达信息。随着Internet网络规模的不断扩张和网络应用的极大丰富，许多自治域层面的问题逐渐暴露出来，迫切需要为这些问题寻找合理的解决方案，以保证Internet的持续健康发展。本文针对自治域层面的若干问题进行了一系列研究，包括：1．研究了BGP路由的快速收敛问题。BGP在网络发生故障后的收敛速度并不理想，依靠在路由消息中附加链路状态信息的方法虽然能够达到快速收敛的目的，但却引入了高昂的存储代价，而采用先将路由树拆除再重新建立的方法也大大降低了末端AS的连通性能。本文提出了新的加速BGP收敛的方法，该方法对路由消息的发送规则做了新的改进，放弃了向所有邻居广播撤销消息的做法，转而通过引入适当的探测代价，既避免了不必要的撤销消息的发送，又能保证路径探索过程快速进行，在仅需要花费少量存储代价及通信代价的前提下，最终实现BGP快速收敛。2．研究了自治域间的流量竞争问题。在Internet商业化运作模式下，各自治域扮演着提供者（Provider）和用户（Customer）等不同角色，而如何吸纳更多的用户流量，扩大所承载的用户流量份额，即提高自身相对于其它提供者的竞争能力是摆在各提供者面前的一个十分现实的问题。本文提出了旨在提高自治域盈利的若干竞争策略，这些策略以著名的Gao-Rexford准则为基础，根据与邻居自治域的商业关系的不同，对宣告给邻居的路由信息中的AS路径实施不同的修改，在保证Internet路由系统安全的前提下，使自治域的竞争能力得到明显的提高。3．对自治域流量特性进行建模分析。域间流量工程对于高效利用网络资源以及改善用户的端到端性能不可或缺，而对自治域流量进行有效的控制必须以对流量的产生和变化规律有一定程度的理解为前提。本文利用Netflow工具对CHINANET骨干网的一台核心路由器进行了长达50天的持续流量测量，获得了流经该核心路由器的所有自治域的流量的实测数据，并根据该实测数据建立了一个描述AS流量特性的模型，以主机流量独立同分布和混合激活的假设为基础，依据所测流量的强度和波动来推测每个自治域的视在尺寸和日常行为，刻画各自治域对于给定路由器的实际流量产生能力以及流量变化规律，得出较为精确的流量估计，进而应用到流量工程及异常检测中。