通信網(wǎng)絡(luò)研討

自然環(huán)境下的域間路由策略InvestigatingInterdomainRoutingPoliciesintheWild小組成員：13211152黃明明

13211157祁煥亮

自然環(huán)境下的域間路由策略研究背景

互聯(lián)網(wǎng)路由模型的安全性，可靠性和發(fā)展往往依賴(lài)于模擬網(wǎng)絡(luò)的路由系統(tǒng)的研究。在缺少地面真實(shí)數(shù)據(jù)的情況下，精確的模型是很難建立的，運(yùn)營(yíng)商往往把他們的連接和路由策略的作為商業(yè)秘密。在這樣的環(huán)境中，研究人員在十年前依賴(lài)于一系列簡(jiǎn)化的假設(shè)和模型，但他們的這種做法被批評(píng)為無(wú)法捕捉到在實(shí)踐中采用的路由策略。在這項(xiàng)研究中，研究人員提出了互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和微型模型，以了解未被捕獲的路由行為。研究的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)源于在全球網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的有利位置，發(fā)現(xiàn)14-35%的路由選擇之間是不受現(xiàn)有的模型解釋。研究人員調(diào)查這些情況，并確定根本原因，如選擇前綴公告，海底電纜的誤判，和地理上的限制。自然環(huán)境下的域間路由策略現(xiàn)有路由策略的缺陷：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞年P(guān)鍵方面域間路由模型改進(jìn)方案：重新審視一般網(wǎng)絡(luò)路由的假設(shè)和模型。改進(jìn)的目標(biāo)并不是衡量一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；相反，尋求改善通信時(shí)的路由決定。

自然環(huán)境下的域間路由策略域間路由建?，F(xiàn)有模型：客戶(hù)——供應(yīng)商客戶(hù)需要支付供應(yīng)商通信費(fèi)用

P2P其中交換流量不花錢(qián)

在考慮經(jīng)濟(jì)情況下：

當(dāng)?shù)仄茫焊鼉A向于通過(guò)鄰近客戶(hù)的同行路線，通過(guò)供應(yīng)商的路線。換句話說(shuō)，一個(gè)更便宜的路線。

出口政策：客戶(hù)路線所有可能的相鄰出口。一個(gè)對(duì)等的路由供應(yīng)商可能只會(huì)向客戶(hù)出口。

自然環(huán)境下的域間路由策略

自然環(huán)境下的域間路由策略自然環(huán)境下的域間路由策略模型重建需要多久？

要考慮怎樣比較觀察的路徑與GR預(yù)測(cè)的模型。

解釋什么偏差可以已知的不準(zhǔn)確來(lái)源。

自然環(huán)境下的域間路由策略圖1：路由決策，考慮到復(fù)雜的關(guān)系，觀察故障（復(fù)雜），（SIBs），前綴的具體政策（PSP1，psp-2）并結(jié)合復(fù)雜特定前綴的政策標(biāo)準(zhǔn)，SIB的關(guān)系（1，all-2）。他們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的路由決策（64.7%）被動(dòng)觀察的路徑可以正確推斷常用的GR模型；然而，一個(gè)重要的部分（34.3%）不按照模型。圖1（簡(jiǎn)單的）是根據(jù)路徑選擇是最好，還是最短路徑的基礎(chǔ)上觀察到的路由決策的特點(diǎn)。我們發(fā)現(xiàn)只有少量的情況下（8.3%），在那里的決策，既不能解釋最好的也不選擇最短路徑。在下面的部分中，他們探討了這些決定，與基于模型的預(yù)測(cè)不同背后的原因。

自然環(huán)境下的域間路由策略復(fù)雜的路由關(guān)系現(xiàn)有的路由策略模型的一個(gè)眾所周知的限制是簡(jiǎn)化從客戶(hù)到供應(yīng)商的關(guān)系或免費(fèi)的對(duì)等（P2P)關(guān)系。增加推理路徑的混合關(guān)系（即根據(jù)不同的位置作為其安排）和部分交互的關(guān)系（即誰(shuí)將成為供應(yīng)商，但僅為前綴的子集）?；旌详P(guān)系數(shù)據(jù)集包含ASes對(duì)不同城市相應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)，對(duì)于一個(gè)給定的對(duì)，使用這個(gè)數(shù)據(jù)集，他們使用地理定位數(shù)據(jù)，提供良好的基礎(chǔ)覆蓋設(shè)施（IP路由器等）。在每個(gè)路徑的AS的每一對(duì)，他們定位相應(yīng)的IP地址，對(duì)于地理定位數(shù)據(jù)點(diǎn)，同一城市的混合關(guān)系數(shù)據(jù)提到的對(duì)，他們使用混合關(guān)系。圖1（復(fù)雜）顯示了路由決定的故障，考慮到這些復(fù)雜的關(guān)系。有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)，考慮到這些關(guān)系的分類(lèi)，對(duì)他們的數(shù)據(jù)集（不到1%的變化）幾乎沒(méi)有影響。Sibs之間Sibs之間的映射為數(shù)字和組織不一。許多組織管理多為數(shù)字，或地理區(qū)域或合并。蔡等。利用地圖組織系統(tǒng)的屬性提出的一種技術(shù)，通過(guò)電子郵件地址和電話號(hào)碼在ASESwhois發(fā)現(xiàn)信息。我們采取了類(lèi)似的方法，以確定作為Sibs，但我們的方法在關(guān)鍵途徑不同。首先，我們只關(guān)注在WHOIS數(shù)據(jù)的電子郵件地址，這之前的工作是確定最佳精度的領(lǐng)域和途徑。其次，他們使用DNS的SOA記錄來(lái)識(shí)別不同的電子郵件域是否屬于同一組織。例如，和dishaccess.tv分享權(quán)威域。他們還將電子郵件地址的組是否由一個(gè)流行的電子郵件提供商（如H），或區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)管理機(jī)構(gòu)托管（例如，成熟。網(wǎng)）。這一結(jié)果使94個(gè)Sibs在我們traceroute數(shù)據(jù)中確定套組。每一個(gè)決定，一個(gè)GR，我們檢查是否為選擇路徑通過(guò)一個(gè)sibs。如果路徑是通過(guò)一個(gè)sibs，他們標(biāo)識(shí)這個(gè)決定，滿足最佳條件。使圖1（SIB）中結(jié)果的3.9%以上的決策變?yōu)樽疃?。自然環(huán)境下的域間路由策略前綴的具體策略他們使用了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)識(shí)別前綴的具體政策，（基于BGP數(shù)據(jù)從RouteViews得到的相關(guān)決策。給定一個(gè)源（O），一個(gè)鄰居N和前綴P）：標(biāo)準(zhǔn)1不承擔(dān)邊緣N?O存在的前綴P除非我們觀察宣布PN的BGP數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)2是類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)1，除了我們要求我們觀察到至少一個(gè)前綴在申請(qǐng)標(biāo)準(zhǔn)前宣布了1。第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以被看作是更積極的，而二個(gè)目標(biāo)，以確保他們的觀察實(shí)際上是由于前綴選擇性，而不是可憐的能見(jiàn)度。圖1（psp-1，psp-2）顯示路由決定分別使用標(biāo)準(zhǔn)1和2上的故障。我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)顯著的部分，特定政策（10-19）起到意想不到的路由決策。結(jié)合criteria-1和criteria-2分別用簡(jiǎn)單的，復(fù)雜的SIBs的關(guān)系，收益率分別為85.7%和75.7%最好/短類(lèi)別（圖2，1，all-2）。這些方法的一個(gè)限制是我們只檢查前綴起源作為具體政策。另一個(gè)限制是在BGP控制平面數(shù)據(jù)不完全可見(jiàn)。為了驗(yàn)證的情況下的前綴特定的政策，我們?cè)噲D找到一個(gè)能觀察的相鄰的透明的托管服務(wù)器作為起始的前綴被檢查。共有前綴的具體政策涉及149個(gè)獨(dú)特的相鄰AS630例。我們能夠在28附近找到透明的服務(wù)器系統(tǒng)。使用這些透明服務(wù)器，我們手動(dòng)驗(yàn)證100種前綴情況下的特定的政策，并確認(rèn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)1中78%的時(shí)間是正確的。自然環(huán)境下的域間路由策略BGP測(cè)量使用BGP的測(cè)量，他們發(fā)現(xiàn)了替代路線。他們研究備用路由選擇的序列是否匹配現(xiàn)有的模型和推斷哪些BGP決策過(guò)程的步驟決定每個(gè)路由。他們報(bào)告2015年4月27日至2月25日之間進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。BGP決定我們選播前綴此前宣布后從單一位置觀察自然環(huán)境下的域間路由策略替代路線。當(dāng)他們使用對(duì)等尋找替代不太喜歡的路由時(shí)，我們分析路由選擇。我們比較目標(biāo)與CAIDA選擇關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)路徑得出了360個(gè)序列作為我們的目標(biāo)，310（86.1%）選擇路線后最短（定義在秒29（8%）選擇了18（5%）以下最短的路由；3（0.8%）沒(méi)有跟隨任何屬性。我們討論的三個(gè)意見(jiàn)，沒(méi)有滿足任何屬性來(lái)說(shuō)明當(dāng)前模型的局限性。一個(gè)行為發(fā)生一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)，線路途經(jīng)openpeering（as20562）–過(guò)境關(guān)系從RPLS條目公共路由數(shù)據(jù)庫(kù)確定。openpeering，E的路線（可能的對(duì)等關(guān)系）與（as20080AMPATH）在ams-ix.我們列出這是違反openpeering因?yàn)樨?cái)達(dá)標(biāo)識(shí)為E和AMPATH提供者作為同行.有趣的是，第二路線是第一條路線的后綴（即借道openpeering也達(dá)到對(duì)等通過(guò)在在AMS-IX），AMPATH表明第一路線包括不必要的迂回。關(guān)系是復(fù)雜的；過(guò)境和對(duì)等的關(guān)系可能比另一個(gè)更傾向。更細(xì)的粒度級(jí)別的一個(gè)可能解決這些問(wèn)題的方法是排列相鄰的模型。另一個(gè)行為發(fā)生在美國(guó)一所大學(xué)的美國(guó)大學(xué)第一路線通過(guò)Internet2（as11537）向在美國(guó)的一個(gè)對(duì)等的位置。在我們的Internet2，U的路線（as20080）朝著AMPATH地點(diǎn)在巴西。我們列出這違反了因?yàn)樨?cái)大標(biāo)識(shí)Internet2作為一個(gè)供應(yīng)商和美國(guó)自由結(jié)算AMPATH為同行

自然環(huán)境下的域間路由策略我們最后觀察到的違反是相似的，在一個(gè)歐洲網(wǎng)絡(luò)第一路線通過(guò)開(kāi)關(guān)（as559，確定為供應(yīng)商）然后通過(guò)NCSA（as10764路線，確定為settlementfree同伴）到達(dá)后我們觀察錯(cuò)誤的開(kāi)關(guān)。這些違規(guī)表明，識(shí)別鏈接作為備份可以提高我們的路由模型。逆向工程的BGP決策。我們現(xiàn)在把我們的第二個(gè)控制平面的實(shí)驗(yàn)中，我們使用Anycast探索思考如路由決策路線的年齡。表2顯示了BGP路由決策背后的根本原因。雖然大多數(shù)的決定都是基于關(guān)系和路徑長(zhǎng)度，超過(guò)17%的決策是基于域內(nèi)領(lǐng)帶斷路器和路線的時(shí)間，這是在不考慮提高電流模型的情況下。局限性。BGP出錯(cuò)不工作時(shí)BGP環(huán)路預(yù)防被禁用或當(dāng)作為濾波器錯(cuò)誤的公告。之間的對(duì)等的位置和目標(biāo)之間的中間系統(tǒng)可能會(huì)阻止我們控制線路出口目標(biāo)。這些因素限制了我們確定所有的路線和目標(biāo)作為鄰國(guó)的能力。我們考慮我們觀察到的路由的子集，我們確定。此外，我們的研究結(jié)果為這些實(shí)驗(yàn)涵蓋了一小部分的互聯(lián)網(wǎng)，并可能偏向于學(xué)術(shù)和研究網(wǎng)絡(luò)。然而，我們的控制平面技術(shù)，是通用的，可以使用其他網(wǎng)絡(luò)覆蓋不同的部分的互聯(lián)網(wǎng)。我們相信更好的覆蓋面和知名度會(huì)導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)更多的違規(guī)行為。為此，我們正在努力擴(kuò)大對(duì)等的平臺(tái)和成熟的配置周期對(duì)一組所有對(duì)等的前綴測(cè)量。自然環(huán)境下的域間路由策略源和目的地的偏斜他們現(xiàn)在研究的大多數(shù)路由決策偏離他們的模型的源和目的之間的帳戶(hù)。圖2（甲）和（乙）顯示的路由決定，違反了最好的或最短的條件（即，選擇一個(gè)路徑，是更長(zhǎng)的或更昂貴的比我們預(yù)期）的累積分?jǐn)?shù)。如果違規(guī)被均勻地分布在ASES，曲線將y=x；否則，一些作為負(fù)責(zé)大（或小）部分違法行為。他們發(fā)現(xiàn)這種效果是目前在這兩個(gè)地塊，但更突出的目的地作用。他們專(zhuān)注于后者。目的地作為由Akamai賬戶(hù)擁有21%違規(guī)行為。其中（as174）是最常見(jiàn)的來(lái)源，負(fù)責(zé)3.4%的Akamai的違法行為。這些強(qiáng)有力的Akamai的違規(guī)行為往往發(fā)生在as174喜歡對(duì)等的路徑通過(guò)一級(jí)為在一個(gè)較長(zhǎng)的客戶(hù)路線向Akamai。Netflix是對(duì)路徑與違規(guī)行為17%目的地。其中，近1/4（24%）是由于一個(gè)陳舊的AS間連接在CAIDA的拓?fù)?，其中一個(gè)直接的聯(lián)系A(chǔ)S3549和Netflix之間不再存成熟的ASN的鄰居表。源域，分布的影響較小。Cogent，TimeWarner(時(shí)代華納)是最大的兩個(gè)來(lái)源，分別承擔(dān)4.1%和2.2%的違規(guī)行為。自然環(huán)境下的域間路由策略自然環(huán)境下的域間路由策略自然環(huán)境下的域間路由策略地理影響下一步考慮的地理位置決定的作用。首先，他們將在大陸停留（同大陸），即所有花在同一大陸的基于地理定位的路由器的IP地址。圖3顯示了在大陸的決定故障（我們的數(shù)據(jù)集45%）。決定由GR預(yù)測(cè)，國(guó)內(nèi)traceroutes所占百分比明顯大于洲際國(guó)內(nèi)的路徑。接下來(lái)我們關(guān)注同他們推斷整個(gè)traceroute的呆在一個(gè)單一的國(guó)家，但有一個(gè)更好的跨國(guó)最佳/最短路徑（在CAIDA數(shù)據(jù)），這是他們定義一個(gè)至少有一個(gè)注冊(cè)的路徑（通過(guò)WHOIS數(shù)據(jù)）在源和目的地國(guó)家的國(guó)。他們發(fā)現(xiàn)，超過(guò)40%的非最佳/短的決定，可以解釋?zhuān)苊馓娲目鐕?guó)路徑。這種方法的一個(gè)限制是，即使駐留在多個(gè)國(guó)家的案例，WHOIS數(shù)據(jù)仍然指向只是一個(gè)國(guó)家或當(dāng)一個(gè)跨越多個(gè)區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)然后每個(gè)RIR顯示不同國(guó)家的起源。表3詳細(xì)介紹非最好的/短決策系統(tǒng)傾向于國(guó)內(nèi)路徑的解釋。海底電纜。海底電纜將是互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以前的研究忽略的一個(gè)重要組成部分。而一些電纜存在大ISP，由泛美交叉，美洲II（由AT&T、Sprint和許多其他人）共同擁由，他們觀察到，其他人，例如，EAC-C2C（PACNET），由獨(dú)立的機(jī)構(gòu)利用自己的分配基礎(chǔ)和IP前綴。因?yàn)檫@些有線電視運(yùn)營(yíng)商只提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸沿電纜（即他們不來(lái)源于交互和位置的電纜登陸比例對(duì)等），它們高延遲，成本高的IXPs（因特網(wǎng)交換點(diǎn)），因此混淆現(xiàn)存的關(guān)系模型。因此，他們需要技術(shù)來(lái)識(shí)別電纜作為正確推斷拓?fù)潢P(guān)系。他們用一個(gè)列表海底電纜根據(jù)海底電纜圖識(shí)別海底電纜運(yùn)營(yíng)商?？偟膩?lái)說(shuō)，電纜路徑出現(xiàn)小于2%偏差與電纜決