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Internet是由相互连接的许多网络构成的一个大网络。同一个管理机构管理下的一个或一组网络称为一个“自治系统”(Autonomous System)。在自治系统的内部,通过使用内部路由协议(如RIP,OSPF,IS—IS等)来交换路由可达信息,自治系统对外界而言是一个独立而完整的系统。自治系统之间通过使用外部网关协议来交换路由可达信息。边界网络协议(BOP-4,RFC1771)是“域间路由”协议事实上的标准,它是一种基于“路径-向量”的协议。BGP依赖于TCP进行可靠传输。
BGP对维护自治系统之间的选路连通性起着至关重要的作用,通过对BGP路由表和路由更新消息进行分析有利于发现网络问题所在、维护网络的稳定运行、更好地了解BGP的工作情况、以及揭示Internet的总体拓扑结构等。
文章首先从总体上介绍项目背景和开展本课题研究的意义;接下来介绍了网络的基础知识,包括子网,无类别域间路由(CIDR),尤其是边界路由协议(BGP),详细介绍了BGP协议的消息类型和各个属性;然后介绍了系统的总体设计,包括路由数据的获取和保存,数据库设计,以及系统的总体构架。然后详细论述了各个模块的设计和结论,通过保存历史路由数据的方式解决了比较任意时间段内路由表总体变化的问题,并通过“分块比较”的方式解决比较庞大路由表的算法问题。并且实现了单个地址前缀路由演化的分析。通过对多个自治系统收到的路由更新消息进行长时期的分析,揭示了“高活动”地址前缀现象在时间和空间上的广泛存在。通过分析BGP路由表和路由更新数据可以进行Internet自治系统级别拓扑发现,并对两者的差别进行了比较。最后对系统的开发进行了总结和展望,并阐述了系统中仍然存在的一些问题。