基于bgp协议分析的as域流量监控系统的设计与实现

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1、基于BGP协议分析的AS域流量监控系统的设计与实现//.paper.edu.cn-1-基于BGP协议分析的AS域流量监控系统的设计与实现录显明北京邮电大学信息处理与智能技术重点实验室，北京（100876）摘要：通过对BGP协议的分析，可以提取出各个AS域所对应开放的路由信息，之后我们可以根据这些路由来进行AS域的流量监测与控制。基于这一理论，本文提出了一个实现该功能的系统模型，并就了各部分模块的功能进行了说明。关键词：BGP协议分析，AS号码资源，流量监控1.前言由于一个AS域号通常代表了一个网络，比如一个ISP、一个学术网或一个企业团体等组织，所以通

2、过对某一AS域的流量进行监测，我们可以确定该AS域的网络流量走向统计，进而达到资源合理调度的目的。这对于运营商来说可以用来调度网络的配置，比如对于中国电信（AS4810）来说，通过监测AS域流量，我们发现去往教育网（AS4789）的流量很大，但是网速很慢，则电信就可以多开放一些去往教育网的路由，或者可以提供通往教育网的高速有偿服务，来达到资源的合理调度；再有，如果电信发现有大量的流量是从教育网出来的，但是流经电信去了移动（AS24059），则电信就可以减少一些去往移动的路由或者进行收取过路费的有偿服务。即有AS域的流量监控系统通过对网络出口流量和流向的

3、分析，可以详细了解本地AS域网络与其他外部AS域网络之间的访问情况，从而有效地选择与其他网络的互联方式和互联地点，节约互联链路费用。2.BGP协议介绍AS（AutonomousSystem自治域）指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP。在各个AS中分配有称作“AS号”的全世界不重复的固定号码，以IANA为中心进行管理。通常，一个AS号被分配给一个ISP（学术网和企业网等ISP以外的组织也能取得AS号）。作为外部网关协

4、议，BGP（BorderGatewayProtocol边界网关协议）发送和引入路由的单位是整个AS自治区域，即BGP要发送本地路由器所在的AS内部的所有路由，引入其它AS自治区域的所有路由。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息和自治域路径信息。网络可达信息就是指路由信息，它是发出该条信息的AS域所开放的IP地址列表。自治域路径信息则包括到达某个特定网络须经过的自治域串（AS号列表）。这些更新信息通过TCP传送出去，以保证传输的可靠性。2.1BGP协议的路由信息交互过程BGP采用发送路由增量(Incremental)的方法，完成全部路由信息

5、的通告和维护：初始化时发送所有的路由给BGP对端(BGPPeer)，同时在本地保存了已经发送给BGP对端的路由信息。当本地的BGP收到了一条新路由时(如通过IGP注入了新路由或加入了新的静态路//.paper.edu.cn-2-由)，与保存的已发送信息进行比较，如未发送过，则发送，如已发送过则与已经发送的路由进行比较，如新路由花费更小，则发送此新路由，同时更新已发送信息，反之则不发送。当本地BGP发现一条路由失效时(如对应端口失效)，如此路由已发送过，则向BGP对端发送一个退出路由消息。BGP路由信息发送采用TCP连接，端口号为179。2.2BGP协议

6、格式BGP有4种类型的消息[1]。分别为OPEN，UPDATE，KEEPALIVE和NOTIFY。它们有相同的消息头。⑴消息头结构：Marker:(16字节)鉴权信息；Length:(2字节)消息的长度；Type:(1字节)消息的类型：0-OPEN、1-UPDATE、2-NOTIFICATION、3-KEEPALIVE。⑵OPEN消息结构：Version：(1字节)发端BGP版本号；MyAutonomousSystem：(2字节无符号整数)本地AS号；HoldTime：(2字节无符号整数)发端建议的保持时间；BGPIdentifier：(4字节)发端的

7、路由器标识符；OptParmLen：(1字节)可选的参数的长度；OptionalParameters：(变长)可选的参数。⑶KEEPALIVE消息结构KEEPALIVE消息只有一个消息头。⑷NOTIFY消息结构Errorcode：(1字节)错误代码；Errorsubcode：(1字节)辅助错误代码；Data：(变长)依赖于不同的错误代码和辅助错误代码，用于诊断错误原因。⑸UPDATE消息结构UnfeasibleRoutesLen：(2字节无符号整数)不可达路由长度；WithdrawnRoutes：(变长)退出路由；PathAttributeLen：(2

8、字节无符号整数)路径属性长；PathAttributes：(变长)路径属性(以下详细说明)；N