BGP路由協(xié)議的OPNET仿真

1、本科學生畢業(yè)論文設計題目(中 文):BGP路由協(xié)議的OPNET仿真(英 文):OPNET simulation of BGP Protocol 姓 名學 號院 系專業(yè)、年級指導教師 湖南科技學院本科畢業(yè)論文設計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文設計，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議，除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要奉獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承當。 本科畢業(yè)論文設計作者簽名：年 月 日 畢業(yè)論文設計任務書課題名稱：BGP

2、路由協(xié)議的OPNET仿真學生姓名：系 別：專 業(yè)：指導教師： 主題詞、關鍵詞： 自治系統(tǒng) 邊界網關協(xié)議 BGP OPENT畢業(yè)論文設計內容要求在原有的BGP路由協(xié)議根底上，從提高平安性和網速入手，進行修補和完善，結果用OPNET仿真，具體要求如下：介紹BGP的OPENT仿真的結構框架；概述BGP的含義；概述OPENT軟件的應用性；模型搭建；仿真結果與分析。3、文獻查閱指引：1 魏小川淺談BGP路由協(xié)議技術與應用J科技視界，2021，0512A：183-184 2 張劍基于OPENT仿真建模方法研究D武漢：武漢理工大學，20053 趙煥彥域間路由協(xié)議BGP快速收斂機制的研究與原型實現D，沈陽：東

3、北大學，20214 Hongsen Yu. Implement QoS Routing in Ad Hoc Network. J.Energy Procedia,2021,13.5 蘇金樹域間多路徑路由協(xié)議J，軟件學報，2021，0129A65-816 包廣斌BGP路由穩(wěn)定性建模與分析D蘭州：蘭州理工大學，2021.7 Jing Fu. Intra-domain routing convergence with centralized control. J.Computer Networks,2021,53(18).8 郭毅基于協(xié)同的域間路由路徑真實性驗證機制J計算機研究與開展，2021，S2

4、21A96-1039 潘登基于原因分析的BGP路由振蕩抑制技術D成都：電子科技大學，202110 G. Santhi. Fuzzy-cost based multiconstrained QoS routing with mobility prediction in MANETs. J.Egyptian Informatics Journal,2021,13(1):85-265.11 劉睿基于BGP路由系統(tǒng)自組織特性的域間流量出口選擇優(yōu)化技術D. 成都：電子科技大學，202112 Yu Wang. Pervasive QoS routing in next generation network

5、s. J.Computer Communication, 2021,31(14).4、畢業(yè)論文設計進度安排：第7學期的寒假，查文獻，熟悉BGP與OPENT軟件包的應用；第8學期的第1周，系統(tǒng)的分析BGP各個模塊，寫好概要設計和詳細方案；第2周，第2周完成OPENT軟件包的安裝，能根本上實現其仿真功能,開始寫論文；第3-4周，初步完成仿真，進一步補充畢業(yè)論文內容；第5周，進行程序結果的測試；第6-7周，進一步完善畢業(yè)論文內容；第8周，完成畢業(yè)論文初稿；第9周，定稿，填寫相關表格；第10周，畢業(yè)論文裝訂，準備辯論。 教研室意見： 負責人簽名： 注：本任務書一式三份，由指導教師填寫，經教研室審批后一

6、份下達給學生，一份交指導教師，一份留系里存檔。湖南科技學院本科畢業(yè)論文設計開題報告書論文設計題目BGP路由協(xié)議的OPENT仿真作 者 姓 名王 浩所屬系、專業(yè)、年級 電子工程系 電子信息工程 專業(yè) 2021年級指導教師姓名、職稱李春樹 教授預計字數10000開題日期2012-12-25選題的根據： 隨著Internet在中國的開展，ISP效勞商與Internet的連接也在發(fā)生著變化，在網絡連接上，從單一的連接到通過多個電信公司多條線路連接，再到Internet，所使用的路由協(xié)議方面，由原來使用的靜態(tài)路由協(xié)議，開展到使用BGP，那么在網絡內部合理有效地部署B(yǎng)GP路由協(xié)議，就變的尤其重要，BGP的

7、應用重點和優(yōu)勢在于通過對路由信息的控制，到達對數據流量的控制和分配，以及與互聯伙伴共同協(xié)作，來滿足各種不同場合的實際需要1。隨著傳輸數據的日益增加，網絡拓撲也越來越復雜。一旦需求結構發(fā)生改變，就必須面臨拓撲收斂速度、網絡路由條目的增加等一系列問題。為此，本文在介紹邊界網關協(xié)議Border Gateway Protocol，BGP根本概念和特點的根底上，提出了基于OPENT路由仿真軟件，采用模塊化開發(fā)，進行BGP協(xié)議設計的方法2,6；通過搭建BGP模型，確立了改變路由的優(yōu)先級以及修改AS_Path屬性來控制選路的具體措施，大大提高了網速解決了BGP的收斂問題3-5，大大提高了網速。該方法有著本錢

8、低廉，硬件環(huán)境容易獲取，便于推廣使用的特點，有一定的參考價值。主要內容：BGP邊界網關協(xié)議協(xié)議的概述；OPENT網絡仿真技術與應用；仿真實驗總體設計；根據需求，分析并搭建網絡主干拓撲圖并選擇網絡設置；配置完成，查看個設備全局路由表，并運行；結果分析。研究方法：1完成仿真的流程局部，每個階段的內容。2完成設計的概要設計與詳細設計。3查閱國內外最新資料，開拓視野，對已有的成果加以分析利用。虛心向導師和同學學習，不斷積累知識，再運用所學知識，完成論文。完成期限和采取的主要措施： 1第7學期的寒假，查文獻，熟悉BGP與OPENT軟件包的應用；2第8學期的第1周，系統(tǒng)的分析BGP各個模塊，寫好概要設計和

9、詳細方案；3第2周，第2周完成OPENT軟件包的安裝，能根本上實現其仿真功能,開始寫論文；4第3-4周，初步完成仿真，進一步補充畢業(yè)論文內容；5第5周進行程序結果的測試；6第6-7周，進一步完善畢業(yè)論文內容；7第8周完成畢業(yè)論文初稿；8第9周定稿，填寫相關表格；9第10周畢業(yè)論文裝訂，準備辯論。 2、采取的主要措施：(1)密切聯系本組設計成員及畢業(yè)設計指導導師，尋求有關畢業(yè)設計信息，確定設計課題方向與設計內容；(2)充分利用圖書館和網絡查閱相關資料，廣泛獲取必要的知識，了解最新研究動態(tài)。(3)虛心向老師請教和同學進行學習交流，保障畢業(yè)設計的順利完成。主要參考資料：1 魏小川淺談BGP路由協(xié)議技

10、術與應用J科技視界，2021，0512A：183-184 2 張劍基于OPENT仿真建模方法研究D武漢：武漢理工大學，20053 趙煥彥域間路由協(xié)議BGP快速收斂機制的研究與原型實現D，沈陽：東北大學，20214 Hongsen Yu. Implement QoS Routing in Ad Hoc Network. J.Energy Procedia,2021,13.5 蘇金樹域間多路徑路由協(xié)議J，軟件學報，2021，0129A65816 包廣斌BGP路由穩(wěn)定性建模與分析D蘭州：蘭州理工大學，2021.7 Jing Fu. Intra-domain routing convergence w

11、ith centralized control. J.Computer Networks,2021,53(18).8 郭毅基于協(xié)同的域間路由路徑真實性驗證機制J計算機研究與開展，2021，S221A96-1039 潘登基于原因分析的BGP路由振蕩抑制技術D成都：電子科技大學，202110 G. Santhi. Fuzzy-cost based multiconstrained QoS routing with mobility prediction in MANETs. J.Egyptian Informatics Journal,2021,13(1):85-265.11 劉?；贐GP路由系

12、統(tǒng)自組織特性的域間流量出口選擇優(yōu)化技術D. 成都：電子科技大學，202112 Yu Wang. Pervasive QoS routing in next generation networks. J.Computer Communications,2021,31(14).指導教師意見： 指導教師簽名： 教研室意見：簽 名： 年 月 日開 題 報 告 會 紀 要時間 2012年12月23日地點三教608與會人員姓 名職務職稱姓 名職務職稱姓 名職務職稱譚永宏副教授李春樹教 授楊 熙碩 士李小武副教授李艷芳副教授廖朝陽碩 士會議記錄摘要：你準備如何查閱參考資料？李小武老師 答：我主要是利用百度、

13、谷歌、圖書館、期刊網等查找相關的文獻資料，了解目前國內外研究情況，借鑒相關研究成果。用OPENT軟件仿真有什么優(yōu)點？廖朝陽老師 答：OPENT軟件具有層次化的網絡模型；簡單明了的建模方法；對協(xié)議編程的全面支持；系統(tǒng)的完全開放性；高效的仿真引擎；Modeler可以在仿真中或仿真后顯示模型行為的動畫，使得仿真平臺具有很好的演示效果；OPNET在Windows平臺下還支持和編程語言VC的聯合調試。你的研究思路是怎么樣的？楊熙老師 答：我的研究思路是：1查找資料了解BGP的工作原理，設計出整體BGP開發(fā)圖；2根據需求，分析并搭建網絡主干拓撲圖并選擇網絡設置；配置完成，查看個設備全局路由表，并運行；3對

14、仿真結果進行分析。 會議主持人： 記 錄 人：年 月 日指導小組意見負責人簽名： 年 月 日系部 意 見負責人簽名：年月日注：此表由學生本人填寫，一式三份，一份留系里存檔，指導老師和本人各保存一份。湖南科技學院畢業(yè)論文設計中期檢查表畢業(yè)論文設計題 目BGP路由協(xié)議的OPENT仿真學生姓名王 浩學 號202106002411系 別電子工程系專 業(yè)電子信息工程指導教師李春樹檢查日期指導教師檢查情況記載及修改意見：已經完成的工作：1、學習模板的使用，學習文本文件的讀寫；2、完成概要設計與詳細設計；3、根本完成了OPENT軟件包的安裝；4、初步完成仿真框架；5、論文大局部內容已經完成。 下一步的工作：

15、1、進一步完善仿真的框圖；2、完成OPENT仿真的建模；3、進行調試，確保整個仿真能正常運行；4、同時繼續(xù)論文的寫作工作，找出錯誤，完善論文。簽名： 注：此表用于指導教師在學生畢業(yè)論文設計初稿完成后對學生執(zhí)行任務書情況進行中期檢查時用，由指導教師填寫。湖南科技學院畢業(yè)設計論文指導過程記錄表畢業(yè)論文(設計)題目BGP路由協(xié)議的OPENT仿真學生姓名王 浩學號202106002411專業(yè)班級電信0904指導教師李春樹職稱教 授系教研室電子工程系指導過程記錄指導內容記錄(一)1、確定題目并下達畢業(yè)設計的任務；2、對畢業(yè)設計論文的結構進行指導；3、指導設計中可能出現的關鍵問題；4、指導學生觀察相關的參

16、考文獻。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日 指導內容記錄(二)1、到圖書館查找和借閱與選題有關的文獻和資料；2、從網上檢索和下載與選題有關的文獻和資料；3、去書店買相關的書本和報刊。 學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內容記錄三)1、題目應該簡短、明確、有概括性；2、摘要內容應包括研究的目的、方法、結果和結論；3、關鍵詞應采用能覆蓋論文主要內容的通用詞條；4、正文一般應包括緒論、論文主體及結論等局部；5、結論是畢業(yè)論文的總結，要求精煉、準確地概述全文的主要觀點。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內容記錄(四)1、畢業(yè)論文

17、總體方案設計與選擇的論證以及開展前景；2、對本研究內容進行較全面、客觀的理論闡述，應著重指出本研究內容中的創(chuàng)新、改良與實際應用之處；3、論文應推理正確，結論清晰，無科學性錯誤。 學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導過程記錄指導內容記錄(五)1、加強對選題核心思想的理解；2、參考更多的資料，豐富論文內容；3、盡量突出說明你自己所做的工作，突出自己的獨特之處。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內容記錄(六)1、將不清晰的圖紙用office工具重繪；2、圖、表都采用上下包圍型插入，將多余的局部剪去，居中，壓縮到與頁面的文字等寬。學 生 簽 名： 年

18、月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內容記錄(七)1、按照畢業(yè)論文撰寫標準排版；2、參考文獻按照學校的畢業(yè)論文撰寫標準寫。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內容記錄(八)1、制作一個能反映論文主要內容，可放映510分鐘的ppt 演示文稿，作辯論陳述用；2、掌握研究內容的實際意義、創(chuàng)新、改良和特色之處，設計原理、工作過程等主要內容。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日辯論小組組長意見(對情況是否屬實做出意見)組長(簽名)： 年 月 日注：本表與畢業(yè)論文一起裝訂存檔。湖南科技學院本科畢業(yè)論文設計評審表論文題目BGP路由協(xié)議的OPENT仿真作者姓名王

19、浩所屬系、專業(yè)、年級電子工程系 電子信息工程專業(yè) 2021 年級指導教師姓名、職稱李春樹 教授字 數10000定稿日期中 文 摘 要論文在介紹邊界網關協(xié)議Border Gateway Protocol，BGP根本概念和特點的根底上，提出了基于OPENT路由仿真軟件，采用模塊化開發(fā)，進行BGP協(xié)議設計的方法；通過搭建BGP模型，確立了改變路由的優(yōu)先級以及修改AS_Path屬性來控制選路的具體措施，解決了BGP的收斂問題。該方法有著本錢低廉，硬件環(huán)境容易獲取，便于推廣使用的特點，有一定的參考價值。關鍵詞邊界網關 路由協(xié)議 OPENT仿真英文摘要 The paper proposes a desig

20、n method which is based on OPENT simulation software, uses the modular development and uses BGP protocol on the basis of introducing the basic concept and characteristics of the border gateway protocol (Border Gateway Protocol, BGP) .It established specific measures to change the routing priority an

21、d modify the AS_Path attribute to control routing to solve the problem through setting up BGP model,it has solved the convergence of BGP. The method has the advantages of low cost, easy access to the hardware environment, convenient popularization,and so it has a certain reference value.關鍵詞Border ga

22、teway Routing protocol OPENT simulation指導教師評定成績評審基元評審要素評審內涵總分值指導教師實評分選題質量25%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，表達學科、專業(yè)特點和教學方案的根本要求，到達畢業(yè)論文設計綜合訓練的目的。10理論意義或實際價值符合本學科的理論開展，有一定的學術意義；對經濟建設和社會開展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學性。5能力水平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關文獻資料，歸納總結本論文所涉及的有關研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學專業(yè)知識闡

23、述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。10研究方案的設計能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學科常規(guī)研究方法及相關研究手段如計算機、實驗儀器設備等進行實驗、實踐并加工處理、總結信息。10外文應用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目特殊專業(yè)除外表達一定的外語水平。5論文質量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據充分；條理清晰；語言流暢。15寫作標準符合學術論文的根本要求。用語、格式、圖表、數據、量和單位、各種資料引用標準化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級

24、 指導教師評審意見： 指導教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。評閱教師評定成績評審基元評審要素評審內涵總分值評閱教師實評分選題質量25%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，表達學科、專業(yè)特點和教學方案的根本要求，到達畢業(yè)論文設計綜合訓練的目的。10理論意義或實際價值符合本學科的理論開展，有一定的學術意義；對經濟建設和社會開展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學性。5能力水

25、平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關文獻資料，歸納總結本論文所涉及的有關研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。10研究方案的設計能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學科常規(guī)研究方法及相關研究手段如計算機、實驗儀器設備等進行實驗、實踐并加工處理、總結信息。10外文應用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目特殊專業(yè)除外表達一定的外語水平。5論文質量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據充分；條理清晰；語言流暢。15寫作標準符合學術

26、論文的根本要求。用語、格式、圖表、數據、量和單位、各種資料引用標準化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級 評閱教師評審意見： 評閱教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。湖南科技學院本科畢業(yè)論文設計辯論記錄表論文題目BGP路由協(xié)議的OPENT仿真作者姓名王浩所屬系、專業(yè)、年級電子工程系 電子信息工程專業(yè) 2021年級指導教師姓名、職稱李春樹 教授答 辯 會 紀 要時間2013年5月18日地點三教608答辯小組成員姓 名職務職稱姓

27、 名職務職稱姓 名職務職稱譚永宏副教授李春樹教 授楊 熙碩 士李小武副教授李艷芳副教授廖朝陽碩 士辯論中提出的主要問題及答復的簡要情況記錄：會議主持人：記 錄 人：年 月 日答辯小組意見評語：評定等級： 負責人簽名： 年 月 日系學位委員會意見評語：論文設計最終評定等級：負責人簽名： 系部公章 年月 日校學位委員會意見評語：評定等級： 負責人簽名： 年月 日目 錄TOC o 1-3 t 00_緒論 結論 附錄,1,01_章,1,02_節(jié),2,03_條,3,04_款,4 h HYPERLINK l _Toc27180 緒論 PAGEREF _Toc27180 1 HYPERLINK l _Toc

28、27476 1 邊界網關協(xié)議概述 PAGEREF _Toc27476 3 HYPERLINK l _Toc29565 1.1 BGP定義 PAGEREF _Toc29565 3 HYPERLINK l _Toc21072 1.2 BGP的消息格式 PAGEREF _Toc21072 3 HYPERLINK l _Toc16734 1.3 BGP與BGP-4 PAGEREF _Toc16734 8 HYPERLINK l _Toc15694 1.4 BGP主要性能 PAGEREF _Toc15694 9 HYPERLINK l _Toc27423 1.5 BGP路由 PAGEREF _Toc27

29、423 10 HYPERLINK l _Toc17915 1.5.1 路由的通告和存儲 PAGEREF _Toc17915 10 HYPERLINK l _Toc27883 1.5.2 BGP三類路由功能 PAGEREF _Toc27883 10 HYPERLINK l _Toc25661 1.5.3 BGP的路由機制 PAGEREF _Toc25661 11 HYPERLINK l _Toc16851 1.5.4 BGP的策略路由 PAGEREF _Toc16851 11 HYPERLINK l _Toc1692 1.6 當今BGP的研究方向 PAGEREF _Toc1692 12 HYPE

30、RLINK l _Toc26386 1.7 BGP的嚴重漏洞 PAGEREF _Toc26386 13 HYPERLINK l _Toc8947 2 網絡仿真 PAGEREF _Toc8947 15 HYPERLINK l _Toc23155 2.1 什么是OPENT PAGEREF _Toc23155 15 HYPERLINK l _Toc10680 2.2 OPNET Modeler的主要特性 PAGEREF _Toc10680 16 HYPERLINK l _Toc29965 2.2.1 OPNET Modeler建模 PAGEREF _Toc29965 16 HYPERLINK l _

31、Toc22610 2.2.2 OPNET Modeler進行仿真的流程 PAGEREF _Toc22610 16 HYPERLINK l _Toc19627 2.3 幾個根本概念 PAGEREF _Toc19627 17 HYPERLINK l _Toc2904 2.4 仿真目的 PAGEREF _Toc2904 17 HYPERLINK l _Toc22934 2.5 模型搭建 PAGEREF _Toc22934 18 HYPERLINK l _Toc30651 3 統(tǒng)計結果分析 PAGEREF _Toc30651 20 HYPERLINK l _Toc19362 3.1 收集統(tǒng)計信息 PA

32、GEREF _Toc19362 20 HYPERLINK l _Toc10776 3.2 BGP路由協(xié)議收斂仿真結果分析 PAGEREF _Toc10776 21 HYPERLINK l _Toc4265 3.2.1 收斂性分析 PAGEREF _Toc4265 21 HYPERLINK l _Toc26057 3.2.2 BGP協(xié)議如何防止環(huán)路的發(fā)生 PAGEREF _Toc26057 22 HYPERLINK l _Toc24540 3.3 有無路由策略點對點的吞吐量分析 PAGEREF _Toc24540 23 HYPERLINK l _Toc2427 3.3.1 方案1沒有路由策略 P

33、AGEREF _Toc2427 23 HYPERLINK l _Toc30860 3.3.2 方案2有路由策略 PAGEREF _Toc30860 23 HYPERLINK l _Toc3392 結論 PAGEREF _Toc3392 25 HYPERLINK l _Toc30815 參考文獻 PAGEREF _Toc30815 26 HYPERLINK l _Toc3713 致 謝 PAGEREF _Toc3713 27 插圖索引 TOC h z t 06_圖題 c HYPERLINK l _Toc26747 圖1.1 內部網關協(xié)議和外部網關協(xié)議 PAGEREF _Toc26747 3 HY

34、PERLINK l _Toc32283 圖1.2 BGP報文的報文頭格式 PAGEREF _Toc32283 3 HYPERLINK l _Toc2323 圖1.3 Open報文 PAGEREF _Toc2323 4 HYPERLINK l _Toc17103 圖1.4 Update報文 PAGEREF _Toc17103 5 HYPERLINK l _Toc2852 圖1.5 Notification報文 PAGEREF _Toc2852 5 HYPERLINK l _Toc315 圖1.6 路徑屬性 PAGEREF _Toc315 7 HYPERLINK l _Toc25248 圖1.7

35、BGP工作原理 PAGEREF _Toc25248 9 HYPERLINK l _Toc8357 圖1.8 BGP-4對外聲明的路由與本身使用的路由 PAGEREF _Toc8357 12 HYPERLINK l _Toc30828 圖2.1 OPNET界面 PAGEREF _Toc30828 15 HYPERLINK l _Toc21060 圖2.2 最終的網絡拓撲結構 PAGEREF _Toc21060 19 HYPERLINK l _Toc7459 圖3.1 選擇BGP協(xié)議統(tǒng)計量 PAGEREF _Toc7459 20 HYPERLINK l _Toc32645 圖3.2 鏈路統(tǒng)計量 P

36、AGEREF _Toc32645 20 HYPERLINK l _Toc27341 圖3.4 BGP收斂仿真圖形 PAGEREF _Toc27341 21 HYPERLINK l _Toc8023 圖3.5 點對點吞吐量 PAGEREF _Toc8023 22 HYPERLINK l _Toc21895 圖3.6 點對點吞吐量仿真比照 PAGEREF _Toc21895 23 HYPERLINK l _Toc21183 圖3.7 點對點吞吐量仿真比照 PAGEREF _Toc21183 24BGP路由協(xié)議的OPNET仿真摘 要 論文在介紹邊界網關協(xié)議Border Gateway Protoco

37、l，BGP根本概念和特點的根底上，提出了基于OPENT路由仿真軟件，采用模塊化開發(fā)，進行BGP協(xié)議設計的方法；通過搭建BGP模型，確立了改變路由的優(yōu)先級以及修改AS_Path屬性來控制選路的具體措施，解決了BGP的收斂問題。該方法有著本錢低廉，硬件環(huán)境容易獲取，便于推廣使用的特點，有一定的參考價值。關鍵詞 邊界網關 路由協(xié)議 OPENT仿真OPNET simulation of BGP ProtocolAbstractThe paper proposes a design method which is based on OPENT simulation software, uses the

38、modular development and uses BGP protocol on the basis of introducing the basic concept and characteristics of the border gateway protocol (Border Gateway Protocol, BGP) .It established specific measures to change the routing priority and modify the AS_Path attribute to control routing to solve the

39、problem through setting up BGP model,it has solved the convergence of BGP. The method has the advantages of low cost, easy access to the hardware environment, convenient popularization,and so it has a certain reference value.Key words Border gateway Routing protocol OPENT simulation緒論 Internet是一個全球互

40、聯的計算機網絡。隨著Internet的飛速開展，在全球范圍的層面上，對其進行有效地管理將變得越來越困難。出于管理和擴展的目的，因特網被分割成許多不同的自治系統(tǒng)(Autonomous System, AS1。換句話說，因特網是由自治系統(tǒng)聚集而成的。AS自身可以有自己的一套規(guī)那么和策略，能夠把自己和其它AS惟一地區(qū)別開來。 一個AS是擁有同一選路策略、在同一技術管理部門下運行的一組路由器。每個AS被看作是一個進行自我管理的網絡，一個自治系統(tǒng)只負責管理自己內部的路由。以AS為邊界，可以將常用的動態(tài)路由協(xié)議分為AS間的外部網關協(xié)議(Exterior Gateway Protocol, EGP)和AS內

41、部的內部網關協(xié)議(Interior Gateway Protocol , IGP )1。邊界網關協(xié)議(Border Gateway Protocol, BGP就是為TCP網絡設計的用于自治系統(tǒng)之間的EGP路由協(xié)議。該協(xié)議的根本功能是與其他BGP協(xié)議自治系統(tǒng)交換網絡層可達信息(Network Layer Reachable Information, NLRI，這種可達信息包含了通往目標所要穿越的自治系統(tǒng)記錄，利用這些信息，系統(tǒng)就可以構建一個無環(huán)的自治系統(tǒng)連接圖，并把形成的外部路由信息發(fā)布給內部網關協(xié)議IGP。隨著Internet的迅速開展，網絡拓撲的日趨復雜，多個自治系統(tǒng)間的通信的要求越來越高，

42、BGP協(xié)議也顯得越來越重要。BGP協(xié)議這種復雜的路由協(xié)議，它靈活的自主配置策略機制帶來方便的同時，也不可防止的存在錯誤的策略配置，進而引發(fā)路由振蕩的后果3。目前解決方法有兩種：一種是靜態(tài)方法：即在沒有發(fā)生路由振蕩的情況下，對路由策略進行分析，發(fā)現沖突的路由策略，并加以修改；另一種是動態(tài)方法：即引入額外的路由振蕩檢測機制，在交換路由信息的過程中，發(fā)現并消除路由振蕩。 Aradhan首先提出討論BGP持續(xù)路由振蕩問題，并定義了平安性的概念。他認為，路由振蕩的原因并不是單一的AS策略配置問題，而是由于很多個AS之間的交互才引發(fā)的問題4。在沒有配置錯誤的情況下也是有可能發(fā)生的，而且由于AS更傾向于保持

43、自己AS域內策略的保密性，所以，它更難于檢測和解決。 Govindan R, Alaettinoglu C, Eddy G等人提出以路由注冊的方式進行全球合作來防止路由策略沖突的產生7。這個機制主要包含了這樣幾個局部：一是RPSL8， RPSL是IETF用于描述路由策略的高級語言；二是路由注冊器(routing registry )，AS管理員會將自己的策略注冊到互聯網路由注冊處(IRR, Internet Routing Registry；三是分析所收集策略的工具，這個工具用來檢測連通性和策略沖突并進行管理。 Gary N.Stone提出一種基于路徑的策略描述語言PPL ( Path-bas

44、ed PolicyLanguage )，這個語言將策略規(guī)那么轉化為描述網絡效勞以及接入控制信息的形式化邏輯，再編寫編譯器來評估網絡策略規(guī)那么的正確性，并且返回有沖突策略的信息，這里的正確性包括策略規(guī)那么的句法和語義上的正確10。 Gao和Rexford提出由分級結構、過濾和網絡拓撲等限制來確保路由的穩(wěn)定，并說明網絡經濟會自然保障路由的穩(wěn)定12。其根本思想是，利用AS間的經濟關系形成的互聯網層次結構，為到達目的網絡的路由設定一個偏序關系，這種基于AS圖的業(yè)務分級結構和與之相匹配的AS間的多種商業(yè)協(xié)議足以使BGP協(xié)議收斂。在這個結構中假設了三種AS關系，以及由此根據商業(yè)關系制定路由策略，Gao和R

45、exford規(guī)定不允許存在客戶提供者循環(huán)(例如，不能有AS經過假設干個提供者后，又成為自己的非直接客戶)。 本文在介紹邊界網關協(xié)議Border Gateway Protocol，BGP根本概念和特點的根底上，提出了基于OPENT路由仿真軟件，采用模塊化開發(fā)，進行BGP協(xié)議設計的方法；通過搭建BGP模型，確立了改變路由的優(yōu)先級以及修改AS_Path屬性來控制選路的具體措施，解決了BGP的收斂問題。論文主要基于OPENT平臺進行BGP協(xié)議的設計，OPENT有強大的網絡功能且本錢低廉，硬件環(huán)境容易獲取，便于推廣和使用；BGP協(xié)議開發(fā)過程中，結合OPENT網絡仿真軟件進行測試，僅需一臺PC機就可以完成

46、所有網絡實驗，有一定的推廣價值；基于OPENT路由軟件采用模塊化開發(fā)方法，便于新的協(xié)議的開發(fā)和移植，如果參加更多的協(xié)議，便可以設計出功能更全的路由軟件，讓其運行在高性能多網卡的PC機上，就可以充當路由器的角色，有潛在的商業(yè)價值。邊界網關協(xié)議概述BGP定義邊界網關協(xié)議BGP是運行于TCP上的一種自治系統(tǒng)的路由協(xié)議。它既不是基于純粹的鏈路狀態(tài)算法發(fā)送路由信息到互聯網上所有的結點，然而對于每個路由器，僅發(fā)送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態(tài)的那一局部，也不是基于純粹的距離向量算法網絡中的每條鏈路分配給一個權值，而且到目的地的距離被定義為到達目的地的路由統(tǒng)權值的總和。因為必須保存計算所需的距離值，路由表

47、的每一項都額外添加了一個字段，添加的字段包含了沿著對應下一跳的路徑到達表工程的地的距離1。BGP是唯一一個用來處理像因特網大小的網絡的協(xié)議，也是唯一能夠妥善處理好不相關路由域間的多路連接的協(xié)議。BGP構建在EGP內部網關協(xié)議的經驗之上，BGP系統(tǒng)的主要功能是和其他的BGP系統(tǒng)交換網絡可達信息1。網絡可達信息包括列出的AS自治系統(tǒng)：同構型的網關連接的英特網的信息。這些信息有效地構造了AS互聯的拓撲圖，并由此去除了路由環(huán)路，同時在AS級別上可實施策略決策。如圖1.1所示BGP工作原理示意圖3。圖1.1 內部網關協(xié)議和外部網關協(xié)議BGP的消息格式BGP有4種報文類型：Open、Update、Noti

48、fication、Keepalive。這些報文有相同的報文頭，其格式如圖1.2所示：圖1.2 BGP報文的報文頭格式圖1.2中主要字段的解釋如下：Marker：16字節(jié)，用于標明BGP報文邊界，所有比特均為“1”。Length：2字節(jié)，BGP消息總長度包括報文頭在內，以字節(jié)為單位。Type：1字節(jié)，BGP報文的類型。其取值從1到5，分別表示Open、Update、 Notification、Keepalive和Route-refresh消息。其中，前四種報文是在RFC 1771中定義，而Type為5的報文那么是在RFC 2918中定義的。1、Open報文 Open報文是TCP連接建立后發(fā)送的第

49、一個消息，用于建立BGP對等體之間的連接關系。其報文格式如圖1.3所示。圖1.3 Open報文圖1.3中的主要字段解釋如下：Version：BGP的版本號。對于BGP-4來說，其值為4。My autonomous system：本地AS號。通過比擬兩端的AS號可以確定是EBGP 連接，還是IBGP連接。Hold time：保持時間。在建立對等體關系時兩端要協(xié)商Hold Time，并保持一致。如果在這個時間內，未收到對端發(fā)來的Keepalive報文或Update報文，那么認為BGP連接中斷。BGP identifier：BGP標識符。以IP地址的形式表示，用來識別BGP路由器。Opt Par L

50、enOptional Parameters Length：可選參數的長度。如果為0，那么沒有可選參數。Optional parameters：可選參數。用于多協(xié)議擴展Multiprotocol Extensions等功能。2、Update報文Update報文用于在對等體之間交換路由信息。它既可以發(fā)布可達路由信息，也可以撤銷不可達路由信息。其報文格式如圖1.4所示：圖1.4 Update報文一條Update報文可以通告一類具有相同路徑屬性的可達路由，這些路由放在NLRINetwork Layer Reachable Information，網絡層可達信息字段中，Path Attributes字段

51、攜帶了這些路由的屬性，BGP根據這些屬性進行路由的選擇；同時Update報文還可以攜帶多條不可達路由，被撤銷的路由放在Withdrawn Routes字段中。圖1.4中的主要字段解釋如下：Unfeasible routes length：不可達路由字段的長度，以字節(jié)為單位。如果為0那么說明沒有Withdrawn Routes字段。Withdrawn routes：不可達路由的列表。Total path attribute length：路徑屬性字段的長度，以字節(jié)為單位。如果為0那么說明沒有Path Attributes字段。Path atributes：與NLRI相關的所有路徑屬性列表，每個路

52、徑屬性由一個TLVType-Length-Value三元組構成。BGP正是根據這些屬性值來防止環(huán)路，進行選路，協(xié)議擴展等。NLRINetwork Layer Reachability Information：可達路由的前綴和前綴長度二元組。3、Notification報文當BGP檢測到錯誤狀態(tài)時，就向對等體發(fā)出Notification報文，之后BGP連接會立即中斷。其消息格式如圖1.5所示：圖1.5 Notification報文圖1.5中的主要字段解釋如下：Error code：過失碼，指定錯誤類型。Error subcode：過失字碼，錯誤類型的詳細信息。Data：用于輔助發(fā)現錯誤的原因，它

53、的內容依賴于具體的過失碼和過失子碼，記錄的是出錯局部的數據，長度不固定。4、Keepalive報文BGP會周期性地向對等體發(fā)出Keepalive消息，用來保持連接的有效性。其消息格式中只包含報文頭，沒有附加其他任何字段。這些報文通過TCP的連接傳送。在BGP中上述4種報文可實現以下三個功能過程。1建立鄰居關系：位于不同自制系統(tǒng)中的路由器，首先要建立鄰居關系，然后才能周期性地交換路由信息。建立鄰居的過程是一個路由器發(fā)送Open報文，另一個路由器假設愿意接受請求，那么以Keepalive報文應答。至于路由器如何知道對方的IP地址，協(xié)議中并沒有規(guī)定，可以由管理員在配置中提供。Open報文中包含發(fā)送者

54、的IP地址及其所屬自制系統(tǒng)的標識，另外還有一個保持時間參數，即定期交換信息的時間長度。接受者把Open報文中的保持時間與自己的保持時間計數器比擬，選擇其中的較小者，這個數就是一次交換信息保持有效的最長時間。建立鄰居關系的一對路由器，以選定的周期交換路由信息。2鄰居的可到達性：這個過程維護鄰居關系的有效性。通過周期地互換發(fā)送Keepalive報文，雙方都知道對方的活動狀態(tài)。3網絡的可到達性：每個路由器保持一個數據庫，記錄著它可到達的所有子網。當情況有變化時，更新報文把最新信息及時地播送給所有實現BGP的路由器。Update報文包含兩類信息：一類是以前發(fā)布過的，而現在要作廢的路由器的表；另一類是路

55、由器的屬性信息。前者列出了已經關機或失效的一些路由器，接受者把有關內容從本地數據庫中刪除。后者包含以下三種信息。網絡層可到達信息：是發(fā)送路由器可到達的子網的列表，每個子網以其網絡地址標識。通過的自治系統(tǒng)：是數據報經過的自制系統(tǒng)的標識符。這主要用于通信策略控制。收到這個信息的路由器可以據此決定是否走這條通路，例如機密報文可能要選擇某些自制系統(tǒng)；或者了解到某個自制系統(tǒng)的性能參數、擁擠程度等，從此決定繞開該網絡。下一段：是指可作文下一步轉發(fā)的邊界路由器的IP地址?？梢允拱l(fā)送者的地址，也可以是另外的邊界路由器的地址。為了獲得一個鄰站，路由器首先要翻開通往某個感興趣的相鄰路由器的TCP連接，然后發(fā)送一個

56、Open報文。這個報文標識出了發(fā)送方所屬的自制系統(tǒng)。并且提供了該路由器的IP地址。在這個報文中還有一個Hold Time參數，它指出發(fā)送方建議的Hold Time的值設定為多少秒。如果接收方準備翻開鄰站關系，那么它需要計算Hold Timer的值，也就是在它自己的Hold Time和Open報文中的Hold Time之中取較小的那個值。計算得到的值同，是發(fā)送方連續(xù)收到Keepalive和/或Update報文之間的最大時間間隔，以秒為單位。Keepalive報文只含有首部。所有的路由器都要經常向它的各個對等路由器發(fā)送這種報文，以防止Hold Timer超時。Update報文用于傳輸路由信息，它指

57、出該信息是來自內部網關協(xié)議，還是BGP或者其它方式。同時它還與其它屬性共同規(guī)定了AS路徑和路徑的下一臺路由器的地址，最后當一臺路由器想要中斷與其相鄰路由器的連接時，它會發(fā)送一條Notification消息指出愿意4。Update傳達了以下兩種類型的信息：第一，有關一條穿過互聯網的路由的信息。這個信息可被添加到任意接收路由器的數據庫中。第二，以前由這個路由器傳播但即將被取消的路由列表。一個Update報文可能含有其中一種信息，或者兩種信息都有。有關一條穿過網絡的路由的信息包括三個字段：Network Layer Reachability InformationNLRI，網絡層可達信息字段、Tot

58、al Path Attributes Length總路徑屬性長度字段、Path Attributes路徑屬性字段。NLRI字段由該路由可達的網絡的標識符列表組成。每個網絡由它的IP地址標識，這個IP地址實際上是完整的IP地址的一局部。IP地址是32比特的格式。這個地址的左邊前綴，標識的是具體的網絡。Path Attributes字段包含了在這個特定路由上的應用的屬性列表。每個路徑屬性以三元組的形式表示。路徑屬性分為4類：公認必遵、公認自決、可選傳遞及可選非傳遞。圖1.6列出的就是已經定義的屬性5。圖1.6 路徑屬性Origin：指出這個信息是由內部路由器協(xié)議生成的，還是由外部路由器協(xié)議生成的。

59、AS_Path：該路由途徑的自制系統(tǒng)列表。Next_Hop：它是一個邊界路由器的IP地址，該路由器被用做通向NLTI字段中列出的終點的下一跳。Multi_Exit_Disc：用于自制系統(tǒng)內部的路由信息的通信。Local_Pref：路由器用來向同一個自治系統(tǒng)內部的路由信息的通信。Atomic_Aggregate，Aggregator：這兩個字段用于實現路由聚集的概念AS_Path屬性有兩個作用。因為它列出了沿該路由前進的數據包必須經過的自治系統(tǒng)，所以AS_Path信息使路由器能夠執(zhí)行策略化路由選擇。也就是說路由器為了防止傳輸經過某個自治系統(tǒng)，而決定繞開某條特定的路由。例如，某些機密的信息，可能只

60、局限于一些特定類型的自治系統(tǒng)內傳遞。或者，路由器肯定知道位于某個自治系統(tǒng)內的互聯網局部性能或質量信息，這些信息導致路由器希望繞過該自治系統(tǒng)。這些性能或質量的度量，包括鏈路速度、容量、可能發(fā)生擁塞的概率以及操作的整體質量等。另外還有一個有用的規(guī)那么，是傳輸時要途徑最少的自治系統(tǒng)。最后，在檢測到錯誤狀態(tài)時就會發(fā)送Notification報文。下面是可能發(fā)生的過失：報文首部過失：包括鑒別錯誤和語法錯誤。Open報文過失：包括Open報文中出現的語法錯誤和不可認的選項。這個報文也可用于某個Open報文中所建議的Hold Time是無法接受的。Update報文過失：包括Update報文中出現的語法錯誤和