域间QoS路由及其路由安全的研究

论文摘要

基于边界路由协议（Border Gateway Protocol,BGP）的域间路由系统是下一代互联网的关键基础设施。其存在很多局限性,但由于已经广泛部署,故而不易替换。如何解决其存在的各种问题已经成为当前的一个研究热点。目前,互联网协议语音技术、虚拟私有网络等应用对服务质量（Quality of Service, QoS）有很高的要求。为了满足这些要求,许多网络服务提供商（ISP）在他们的网络中部署了区分化的服务。现在这些用户在跨自治域的通信中,也提出了类似要求。域间路由协议BGP缺乏提供具有可靠的服务质量（Quality of Service, QoS）路由的机制,其最初只设计来传送可达信息。如何在自治域间提供满足QoS的路由服务近年来已经得到越来越多的关注。我们选择这个问题作为研究点,对当前域间QoS路由问题做了相关介绍和分析,并对这个问题做了一定的研究。特别针对如何在域间提供满足QoS约束的多播做了深入的研究,尝试了自己的两种解决方案。由BGP协议构造的域间路由系统是Internet的关键基础设施。若域间路由系统出现了问题会给整个Internet带来严重影响。目前许多网络攻击都利用了源地址伪造（IP-Spoofing）这一技术,这种攻击行为容易发动且难以被追查。如何降低基于源地址伪造攻击带来的危害,制止攻击的发生成为一个重要的问题。我们对域间的安全问题进行了介绍,深入研究了如何在域间过滤伪造源地址的数据包,并尝试了自己的两种域间过滤机制。我们主要开展了以下工作:（1）研究域间路由QoS问题,考察当前域间的QoS路由机制的实现方法及不足,介绍了一个在域间提供QoS路由的框架。（2）基于所介绍的框架,对其中的单播算法进行了扩展,尝试了2个在域间提供满足QoS约束的多播算法。（3）研究域间安全问题,考察了当前保证域间安全路由的一些措施,分析了它们的优点和不足。（4）对在域间基于IP-spoofing攻击的防御技术进行了分析,并尝试了两种过滤伪造数据包的机制。（5）针对所研究的问题,用C++和OPNET网络仿真平台编写了实验程序,对各个算法进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 域间路由问题的综述
• 1.3 本文的工作
• 1.4 本文的组织
• 第二章 自治域间路由模型的介绍
• 2.1 引言
• 2.2 域间路由协议BGP
• 2.2.1 BGP 路由属性
• 2.2.2 BGP 报文格式
• 2.3 自治域路由选择策略和域间关系介绍
• 2.3.1 策略和路由选择
• 2.3.2 AS 关系和路由策略
• 2.4 域间路由系统的自组织特性
• 2.5 本章小结
• 第三章 跨自治域的满足QoS 约束的多播算法
• 3.1 引言
• 3.2 一种域间QoS 路由框架的介绍
• 3.2.1 本文采用的网络框架
• 3.2.2 自治域图的构建
• 3.2.3 如何找到一条满足QoS 约束的通信路径
• 3.3 域间多播算法的基本介绍
• 3.4 正向多播算法（Forward scheme）
• 3.4.1 算法基本思路
• 3.4.2 正向算法实现的说明
• 3.5 反向探索算法（Reverse probing scheme）
• 3.5.1 算法基本思路
• 3.5.2 反向探索算法实现的说明
• 3.6 仿真及结果分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 在自治域间对如何防止IP-Spoofing 问题的研究
• 4.1 引言
• 4.2 对基于路由的包过滤机制和路由推断算法的介绍
• 4.2.1 基于路由的包过滤机制
• 4.2.2 域间路由推断相关研究的介绍
• 4.3 一种基于域间路由推断的包过滤机制
• 4.4 一种基于路由推断和问询的包过滤机制
• 4.5 仿真及结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结及其展望
• 5.1 所完成的主要工作
• 5.2 进一步的研究
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果