CERNET BGP 路由表分析与可视化

肖 毅

2007 年 6 月 20 日

基本术语

自治系统 (AS, Autonomous System)具有自己独立的选路策略在同一技术管理部门下的一个网络管理区域每个 AS 都具有一个由 InterNIC 全球统一分配的 AS 号码

BGP 协议 自治系统间路由协议路径向量协议

网络地址逻辑地址 / 有效前缀长度

问题背景

问题源起 任务 : 以 CERNET 为观察点，通过分析BGP 路由表，观察和 CERNET （直接或间接）相连的自治系统之间的拓扑和路由运行情况意义开展条件

方 法

使用 BGP 路由表进行观察 搭建数据获取平台获取路由表（采样间隔一小时） 从路由表获取信息

成果

静态分析与可视化 三维AS互连拓扑 出度分布AS 路径长度分布AS 距离分布地址前缀长度分布IPv4 地址分布

动态分析与可视化 AS 数量统计 路由数量统计 最大 AS 路径长度 平均地址前缀长度

结 论

IPv6 在迅速发展之中 相对于 IPv4 地址， IPv6 地址在路由方面表现较好的性能 全球 IPv6 网络相对混乱 , 中国 IPv4 网络结构相对紧凑

下一步工作

对存在现象的进一步分析对全球 IPv4 进行观测建立 CERNET 的 RADB进行结合带宽流量的测量

问题起源

Internet 的迅速发展要求对其进行观测和测量 Internet 路由反映了 Internet 的特征 Internet 的端对端的连接可以概括为各个自治系统之间的连接

开展条件实验条件

CERNET 网络中心负责中国教育科研网的运行和维护工作 CERNET 是中国的 IPv6 网络实验网，是全球 IPv6 实验床的一部分

前人经验 CAIDA(Cooperative Association of Internet Data Analysis) MOAT （ Measurement and Operation Analysis Team ） of NLANR Geoff Huston 基于 AS1221 的全球 IPv4 BGP 路由可视化分析 University of Oregon Route Views Project

BGP 路由表下面是一个 BGP 路由表：

BGP table version is 0, local router ID is 202.38.99.66

Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i – internal

Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? – incomplete

Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path

*> 47.153.128.0/18 202.38.123.254 0 4789 4134 4808 i

*> 61.128.0.0/15 202.38.123.254 0 4789 4134 i

*> 61.128.0.0/17 202.38.123.254 0 4789 4134 i

可以提取的信息：可达网络地址AS 及其互连关系

三维 AS 互连拓扑

AS 节点与连接关系构成拓扑三维柱坐标AS 节点三维分量的确定

ρ 分量与其出度（ Peering Outdegree ）的对数反相关

θ 分量沿逆时针方向按 AS 号从小到大依次均匀分布z 分量的确定使用了我们称为“ AS 距离”的参量

AS 距离

在 AS 拓扑图中，一个 AS 节点距离根 AS节点的距离

AS 拓扑的根节点的 AS 距离规定为 0 有向线段始端自治系统节点的 AS 距离加 1 选取最小值作为这个 AS 节点的 AS 距离

表达了从根节点到达这个节点所需要的最少 AS 跳数

20001 年 6 月 20 日全球 IPv6 AS 拓扑水平投影

Sum of ASes: 142

Sum of Route Entries: 245

Sum of ASes Peering Connectivity: 207

Maximum AS Path Length: 28

Maximum AS Peering Outdegree: 20(AS1849)

Maximum ASes Distance: 5

20001 年 6 月 20 日全球 IPv6 AS 拓扑

Sum of ASes: 142

Sum of Route Entries: 245

Sum of ASes Peering Connectivity: 207

Maximum AS Path Length: 28

Maximum AS Peering Outdegree: 20(AS1849)

Maximum ASes Distance:5

20001 年 6 月 20 日中国 IPv4 AS 拓扑水平投影

Sum of ASes: 41

Sum of Route Entries: 1059

Sum of ASes Peering Connectivity: 43

Maximum AS Path Length: 8

Maximum AS Peering Outdegree: 12(AS4808)

Maximum ASes Distance: 3

20001 年 6 月 20 日中国 IPv4 AS 拓扑

Sum of ASes: 41

Sum of Route Entries: 1059

Sum of ASes Peering Connectivity: 43

Maximum AS Path Length: 8

Maximum AS Peering Outdegree: 12(AS4808)

Maximum ASes Distance: 3

2001 年 6 月 20 日 8 时自治系统出度分布

出度分布呈现出两极分化和“马太”效应大出度 AS 节点对 AS 互连拓扑结构的影响大对于全球 IPv6 和中国 IPv4网络，出度为 0~2 的 AS 节点分别有 121 个和 36 个，占 AS节点总数的 85.2%和 87.8%。

2001 年 6 月 20 日 8 时 AS 路径长度分布

相似性：都呈现出双峰分布，并且峰谷出现位置大致相同

2001 年 6 月 20 日 8 时 AS 距离分布

呈现单峰分布特征 路由的迂回

2001 年 6 月 20 日 8 时网络地址前缀长度分布

结束Thank you!