论文研究-基于BGP的IPv6路由网络测量 .pdf

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基于BGP的IPv6路由网络测量,宋西瑞,徐明伟,IPv4地址基本消耗殆尽,IPv6地址部署加快。因此,对IPv6网络的测量成为一个热点。目前对于IPv4网络测量的研究比较多,对于IPv6网络的测�
山国科技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 802数据处理 21数据来源 从 routeviews官网下载 BGP update数据。 routeviews是美国俄勒冈大学的项目山,从 2001年开始收集全球的BGP更新数据(每隔15分钟存储一次)和RB表数据(每隔2小 时存储一次)。自动从监测点 routcvicws6下载从2006年-2014年每年6月的 update数据和 85对应的rb数据 o routcvicwse节点从其对应的pr节点于机 update数据和rib数据, routcvicws6 节点是纯IPV6网络的节点,收集到得 update与rb数据都是IPv6地址的。 2.2解析,删除冗余数据 原始数椐是按照二进制压缩格式存储。用 bgpdum工具进行解析原始数据,得到可读 的文本文件。接下来需要删除 update文件中的冗余数据。删除冗余数据指的是是删除BGP 90 reset消息。BGP的工作机制如下:BGP系统启动时,与连接的路由交换整个路由表信息。 之后更新路由表,只交换更新信息,即只有增量信息在系统运行过程中,通过接收和发送 KEEPALIYⅤE消息来检测互相之间连接是否正常BGP发送优选的BGP路由给对等体。在主 干网上路由表中路由信息已经达到数万条。每次交换整个路由表中的信息,会导致 update 的数量急剧上升,影响我们分析不正常 update造成的影响。所以需要删除 update的 reset消 利用MCT算法删除 collector与其per之间的 reset消息。这样就删除了 reset消息对 于υ pdate数据的影响。删除过程如下:首先读取rib文件,获得每对per之间大概有多少前 缀。之后统计每对per以某个前缀为起始,查询到所有前缀 update所需要的时间,整个的 时间趋势应该是ⅴ型走势,间隔用时最短的查询过程就推断为 reset的过程。找到对应的per 100以及 reset I起始时间和结束时间,然后删除该时间区间内所有的 update消息。 3数据分析 3.1整体分析 图1表示前缀数量增长趋势,反映出 prefix在2010年之前总体增长发展比较缓慢,在 2010年之后,经过Pv6 World day和IPy6 world launch day。IPv6网络中 prefix数量增长大 105大加快。 preFix 2500000 2000000 15000.00 10000.00 5000.00 000 200620072008200920102011201220132014 数量增长趋 Fig. 1 The prefix number growth 国科技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 图2表示as-path数量的增长情况,as-path是指每条 update数据中对应的as-path属性, 110统计每年6月份不同 as-path的数量。从图2可以看出, as-path数量也在2010年以后增长速 度比较快。与图1反应出同样的特征。两个总体参数都反应出IPv6网络发展情况。 a-path增长 400000 350000 300000 250000 200000 150000 50000 0 200620072008200920102011201220132014 图2 as-path数量增长趋势 Fig. 2 The as-path number growth 115 图3表示 update数量的变化情况,总体趋势表现为增长,在(a)图中,在2008年,2012 年表现出一定的波动性,特别是2008年,波动性非常大。这是我们我下一步需要去分析的 内容,分析岀现这和波动的原因,是山我们数据原因,还是网终的原因导致的。(b)图表示 删除掉208年数据的走势图,这样就比较好的反应出了 update数据的整体増长趋势。在2010 年之前增长比较缓慢,在2010年之后增长速度大大加快。 update增长 updat增长 3000000000 200000000 1900000000 250000000 16000000 2000000000 140000000 12000000 1500000m0 BooM 80000000 1000000000 40000000 000000 200000 000 0C0 206200200820920102011201220132014 000080010n1012201320 120 (a) update数量增长情况(包含2008 b) ) update数量增长情况(不包含2008年) Fig(a) The update number growth(include 2008) Fig. (b) The update number growth(except 2008) 图3 update数量增长情况 Fig 3 The update number growth 1253.2 update数据分类 参照[98,06对TP4网终BGP分类方法对IPV6网络中 BGP update消息进行分类。分类 方法:在同一对per之间,按照相冋前缀连续两次 update的情况进行分类。 update消息分 为 announcement和 withdrawal两种类型(a表示 announcement,w表示 withdrawal)。根据 连续两次 update的属性不同将 update分为 aadiff连续两次A不冋), aaduptype1(连续两 130次a完全相同), aaduptype2(连续a除」 as path与 next hop,其他属性都相同), wadup (前一次是w,后一次是a,连续两次ψ pdate完全相同), wwdup(连续两次w完全相同)。 其中aadi;wdif; aaduptype2+wadp表示正常 update,其中 aaduptype2表示由于策略改变 4 山国科技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 引起的 update。 wwduptaaduptypel表示不正常的 update 图4表示各类别 update数量增长变化情况。从2006年到2014年,总体上各种类别的 135 update都是在增长的。整体走势趋向于Irv6路由网络越来越繁忙,流量越来越大。而且我 们可以从中发现:1,2008年 update数据出现异常主要由 aadifftaaduptypel影响。2,2012 年 update数据出现异常上要山 aadupt!ypcl+ aaduptypo2影响。引起异常的上要原因我们将在 后续工作中做进一步的研究 wadi增长情况 adim增长情况 600000 10000000 500000 8000000 400000 6000000 300000 4000000 200000 100000 2000000 0 140 (a)wadf年增长情况 (b) aaditf每牛增长情况 Fig (a) the growth of wadiff Fig. (b) the growth of aadiff wadup增长情况 duptype增长情况 400000 300000 300000 250000 200000 200000 150000 100000 100000 50000 0 100000 ,少少少少少 少小小小少少少小小 (c) wadup每年增长情况 (d) aaduptypel每年增长情况 Fig. (c) the growth of wadup ig. (d) the growth of aadupty wwdup增长情况 aaduptype2增长情况 1000000 8000000 8000 6000000 60 00000 4000000 400000 2000000 200000 0 200000 小小小少小少少少 -2000000 145 (e) wwdup每年增长情况 (f) aaduptype2每年增长情况 Fig.(e) the growth of wwdup Fig. (f) the growth of aaduptype2 图4 update各类别数据增长情况 ig. 4 all kinds of update growth 山国武技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 15033分析IPv6路由网络发展的情况 update各类别比例情况 1009 90 80%0 709 60 a aaduptype2 50 aaduptypel 40% a wadup a wadiff 10 200620072008200920102011201220132014 图5 update各个分类比例情况 ig. 5 the classification ratc of update 在前一节中,我们将从2006年-2014年的 update数据进行分类。继而分析在各年 update 155各个类别所占的比例,以及各个类别的走势变化。图5表示每一年中各个类别的比例情况 以柱状图的形式表示从2006年2014年的各个类别的变化情况。其中的总体趋势是 aadiff 占据绝大多数,占到70%左右,表示IPv6网终整体一直表现不错 正常与病态 update比例 1009 909 7096 609 5096 m病态 4096 ■正常 30%6 2096 10%6 200620072008200920102011201220132014 160 图6正常 update与病态 update比例情况 Fig. 6 the update rate of normal and pathological 在本节中,我们将 update数据分为两类:正常变化,病态变化。图6衣示正常 update与病 态 update比例的变化情况。2010年之前正常变化一直在80%上下波动,而在2011年以后正 常状态都稳定在80%左右。期间虽然经历了Iv6 World day和Iv6 world launch day,但是 165整体却没有发生眀显变化。从图可以看出IPv6路山网终趋于稳定性。 4结论 通过上述实验,对IPv6网终 update数据进行分类分析,分析IPv路由网终的发展情况。 从2006年-2014年 update数据进行分析,首先从总体进行分析, update数量以及pefx数量 都在增加,特别是在IPv6 World day与Iv6 world launch day之后,IPv6网络的发展大大加 170速。大致呈指数型增长。其次分析各个类別的增长趋势,得到哪些类别的波动导致 update 山国科技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 发生波动变化。最后分析了IPV6网络发展情况,分析随着时间各个类别的变化趋势,并且 分类为正常的 update与病态的 update,在2006年-2010年之间,各个类别的波动性比较大, 在2010年之后,比较稳定,正常的 update趋近在80%左右 |参考文献]( References) 175 [1]Y Rekhter, T Li, and S Hares, A Border Gateway Protocol 4(BGP-4), RFC 4271, 2006 [2] Labovitz C, Malan G, Jahanian F Internet routing instability[J]. 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