一種面向應(yīng)用的邊界路由服務(wù)網(wǎng)關(guān)的研究與設(shè)計.pdf

1、本文針對目前傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)邊界路由器在多宿主網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下所存在的訪問路由問題、BGP等路由協(xié)議的局限性以及一些網(wǎng)絡(luò)流量管理產(chǎn)品算法方面的不足等展開研究。將應(yīng)用層協(xié)議DNS與三層路由協(xié)議相結(jié)合，利用探測并抽象后的互聯(lián)拓撲信息與獲取并聚類后的注冊IP地址信息，作為路由生成與路由查詢的依據(jù)，設(shè)計了面向應(yīng)用的邊界路由服務(wù)網(wǎng)關(guān)，為多宿主網(wǎng)絡(luò)通過邊界路由服務(wù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備提供內(nèi)外相互訪問的最佳服務(wù)路由選擇，不需對提供接入的ISPs的主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和路由協(xié)議作任何

2、改變。 面向應(yīng)用的邊界路由服務(wù)網(wǎng)關(guān)通過對多宿主網(wǎng)絡(luò)的邊界路由器與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)整體拓撲結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進行仔細分析，對各接入網(wǎng)絡(luò)在互聯(lián)網(wǎng)官方注冊的IP地址信息特征進行描述，以傳統(tǒng)邊界路由器為原型，結(jié)合DNS應(yīng)用層協(xié)議，提出了BRSG邊界路由服務(wù)網(wǎng)關(guān)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計。BRSG網(wǎng)關(guān)的設(shè)計重點提出了其體系結(jié)構(gòu)的組成、系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、工作原理、處理流程、路由表的生成、路由表的查詢以及路由表的維護策略。本文在BRSG網(wǎng)關(guān)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計基礎(chǔ)上，分析在互

3、聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)和拓撲自動生成、多路路由、DNS內(nèi)容路由等方面已有的許多研究成果，提出了一套適合BRSG網(wǎng)關(guān)的算法——面向應(yīng)用的邊界路由算法AOBR，AOBR算法由地址聚類算法、拓撲抽象算法、路由表生成算法和DNS定制服務(wù)算法等組成。其中，地址聚類算法完成從官方網(wǎng)站獲得的地址注冊信息的加工和按運營商聚類，拓撲抽象算法完成互聯(lián)拓撲信息的探測與抽象描述，路由表生成算法在聚類后的地址信息和抽象后的互聯(lián)拓撲信息基礎(chǔ)上完

4、成BRSG路由表的構(gòu)建，DNS定制服務(wù)算法是BRSG設(shè)計的關(guān)鍵，它通過與系統(tǒng)路由表關(guān)聯(lián)，完成為來訪主機提供最佳鏈路DNS域名的解析結(jié)果IP，實現(xiàn)網(wǎng)外的最佳路由訪問，自內(nèi)向外的訪問則直接通過BRSG的路由模塊實現(xiàn)。 本文的AOBR算法，與傳統(tǒng)路由處理算法相比，新增的計算量主要集中在地址聚類算法和拓撲抽象算法，而在這兩個算法中，地址聚類算法中的原始地址注冊信息的處理尤其消耗系統(tǒng)資源，通過在AOBR算法實現(xiàn)中采用差補法，大幅降低系統(tǒng)開

5、銷，再加上拓撲結(jié)構(gòu)和地址注冊信息的相對穩(wěn)定性，設(shè)置一個較長的更新周期再次降低系統(tǒng)新增算法的平均影響力，增加的DNS服務(wù)，相對正常的網(wǎng)絡(luò)訪問行為，因所占比例甚少，影響很小，AOBR算法與傳統(tǒng)路由算法在處理的平均系統(tǒng)開銷以及性能上相當。 BRSG網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn)，依賴了應(yīng)用層協(xié)議DNS，但是，原本為了提高DNS服務(wù)性能而設(shè)計的DNS服務(wù)緩存機制會導致在某一網(wǎng)絡(luò)出口連接中斷時出現(xiàn)誤判，甚至會影響正常訪問，這是下一步需要認真研究和解決的