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CERNET BGP 路由表分析与可视化

CERNET BGP 路由表分析与可视化. 肖 毅 2007 年 6 月 20 日. 基本术语. 自治系统 (AS, Autonomous System) 具有自己独立的选路策略在同一技术管理部门下的一个网络管理区域 每个 AS 都具有一个由 InterNIC 全球统一分配的 AS 号码 BGP 协议 自治系统间路由协议 路径向量协议 网络地址 逻辑地址 / 有效前缀长度. 问题背景. 问题源起 任务 : 以 CERNET 为观察点 ，通过分析 BGP 路由表，观察和 CERNET （直接或间接）相连的自治系统之间的拓扑和路由运行情况 意义 开展条件.

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Presentation Transcript

  1. CERNET BGP 路由表分析与可视化 肖 毅 2007年6月20日

  2. 基本术语 • 自治系统(AS, Autonomous System) • 具有自己独立的选路策略在同一技术管理部门下的一个网络管理区域 • 每个AS都具有一个由InterNIC全球统一分配的AS号码 • BGP协议 • 自治系统间路由协议 • 路径向量协议 • 网络地址 • 逻辑地址/有效前缀长度

  3. 问题背景 • 问题源起 • 任务:以CERNET为观察点，通过分析BGP路由表，观察和CERNET（直接或间接）相连的自治系统之间的拓扑和路由运行情况 • 意义 • 开展条件

  4. 方 法 • 使用BGP路由表进行观察 • 搭建数据获取平台 • 获取路由表（采样间隔一小时） • 从路由表获取信息

  5. 静态分析与可视化 三维AS互连拓扑 出度分布 AS路径长度分布 AS距离分布 地址前缀长度分布 IPv4地址分布 动态分析与可视化 AS数量统计 路由数量统计 最大AS路径长度 平均地址前缀长度 成果

  6. 结 论 • IPv6在迅速发展之中 • 相对于IPv4地址，IPv6地址在路由方面表现较好的性能 • 全球IPv6网络相对混乱,中国IPv4网络结构相对紧凑

  7. 下一步工作 • 对存在现象的进一步分析 • 对全球IPv4进行观测 • 建立CERNET的RADB • 进行结合带宽流量的测量

  8. 问题起源 • Internet的迅速发展要求对其进行观测和测量 • Internet路由反映了Internet的特征 • Internet的端对端的连接可以概括为各个自治系统之间的连接

  9. 开展条件 • 实验条件 • CERNET网络中心负责中国教育科研网的运行和维护工作 • CERNET是中国的IPv6网络实验网，是全球IPv6实验床的一部分 • 前人经验 • CAIDA(Cooperative Association of Internet Data Analysis) • MOAT（Measurement and Operation Analysis Team）of NLANR • Geoff Huston基于AS1221的全球IPv4 BGP 路由可视化分析 • University of Oregon Route Views Project

  10. BGP 路由表 • 下面是一个BGP路由表： BGP table version is 0, local router ID is 202.38.99.66 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i – internal Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? – incomplete Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path *> 47.153.128.0/18 202.38.123.254 0 4789 4134 4808 i *> 61.128.0.0/15 202.38.123.254 0 4789 4134 i *> 61.128.0.0/17 202.38.123.254 0 4789 4134 i • 可以提取的信息： • 可达网络地址 • AS及其互连关系

  11. 三维AS互连拓扑 • AS节点与连接关系构成拓扑 • 三维柱坐标 • AS节点三维分量的确定 • ρ分量与其出度（Peering Outdegree）的对数反相关 • θ分量沿逆时针方向按AS号从小到大依次均匀分布 • z分量的确定使用了我们称为“AS距离”的参量

  12. AS距离 • 在AS拓扑图中，一个AS节点距离根AS节点的距离 • AS拓扑的根节点的AS距离规定为0 • 有向线段始端自治系统节点的AS距离加1 • 选取最小值作为这个AS节点的AS距离 • 表达了从根节点到达这个节点所需要的最少AS跳数

  13. 20001年6月20日全球IPv6 AS拓扑水平投影 • Sum of ASes: • 142 • Sum of Route Entries: 245 • Sum of ASes Peering Connectivity: • 207 • Maximum AS Path Length: 28 • Maximum AS Peering Outdegree: • 20(AS1849) • Maximum ASes Distance: 5

  14. 20001年6月20日全球IPv6 AS拓扑 • Sum of ASes: • 142 • Sum of Route Entries: 245 • Sum of ASes Peering Connectivity: • 207 • Maximum AS Path Length: 28 • Maximum AS Peering Outdegree: • 20(AS1849) • Maximum ASes Distance: • 5

  15. 20001年6月20日中国IPv4 AS拓扑水平投影 • Sum of ASes: • 41 • Sum of Route Entries: 1059 • Sum of ASes Peering Connectivity: • 43 • Maximum AS Path Length: 8 • Maximum AS Peering Outdegree: • 12(AS4808) • Maximum ASes Distance: 3

  16. 20001年6月20日中国IPv4 AS拓扑 • Sum of ASes: • 41 • Sum of Route Entries: 1059 • Sum of ASes Peering Connectivity: • 43 • Maximum AS Path Length: 8 • Maximum AS Peering Outdegree: • 12(AS4808) • Maximum ASes Distance: 3

  17. 2001年6月20日8时自治系统出度分布 出度分布呈现出两极分化和“马太”效应 大出度AS节点对AS互连拓扑结构的影响大 对于全球IPv6和中国IPv4网络，出度为0~2的AS节点分别有121个和36个，占AS节点总数的85.2%和87.8%。

  18. 2001年6月20日8时AS路径长度分布 相似性：都呈现出双峰分布，并且峰谷出现位置大致相同

  19. 2001年6月20日8时AS距离分布 呈现单峰分布特征 路由的迂回

  20. 2001年6月20日8时网络地址前缀长度分布

  21. 结束Thank you!

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