在AS域间级别,互联网拓扑可以由自治系统(ASes)作为节点和作为链路的AS对等体的图表示。该AS级拓扑图已被广泛应用于各种研究工作。通常这种拓扑图是由RouteViews或RIPERIS收集的路由表导出的。在这项工作中,我们通过沿着两个维度扩展传统方法来组装最完整的AS级拓扑。首先,除了使用RouteView和RIPERIS的数据外,我们还从许多其他来源收集数据,包括路由服务器,Lookingglass和路由注册表。第二,除了使用路由表之外,我们还从路由更新中积累拓扑信息。最近一天生成的拓扑图比单独使用RouteView路由表的拓扑图包含了44%的链接和3%的节点。我们的数据收集和拓扑生成过程已经自动化,我们每天都会在网络上发布最新的拓扑。
互联网由数万个松散连接的网络组成,称为自治系统(ASes),边界网关协议(BGP)用于在自治系统之间交换可达性信息。整个Internet可以看作是一个AS级拓扑图,其中每个AS是一个节点,两个AS之间的BGP对等体是link1。这种AS级拓扑对于日常互联网运营和互联网研究都有重要的影响。AS级拓扑的估计已经被用于各种研究活动,包括分析互联网拓扑属性,推断AS关系和互联网层次,构建网络拓扑生成器用于模拟,并评估新协议和改进的有效性。
可以从BGP路由表导出AS级拓扑估计。BGP路由表中的每个条目列出了用于达到目的地前缀的AS的路径,因此每个条目隐含地列出了AS连接信息。可以通过采用从RouteViews或RIPERIS获得的BGP路由表中发现的所有AS路径的并集获得InternetAS级拓扑的估计。但是,每个路由器只能从自己的有限视图中看到Internet连接。通过从路由服务器,Lookingglass和路由注册表数据库中包含其他数据,表明拓扑估计可以显着增加。此外,BGP路由表快照只捕获路由器BGP路径中使用的AS链路,尽管几乎所有目的地都存在多个替代路径。正如我们将在本文中所示,拓扑估计可以通过路由更新来显着改进,路由更新随着时间的推移,当主路径变得不可用时暴露了替代路径。
然而,从许多来源收集拓扑结构和时间需要大量的时间和工作。研究人员通常会使用RouteViews路由表的单个快照获得拓扑估计。更好的解决方案是产生一个可以自由获得的AS级拓扑估计,它包含多个数据源和多个时间段。
在这项工作中,我们的目标是使用现有资源最大程度地捕获AS级拓扑,并使拓扑广泛可用。更准确地说,拓扑应具有以下属性:
最完整:拓扑信息应使用最先进的方法从尽可能多的域间数据源中收集。目前,我们的数据源包括RouteView,RIPE,路由服务器,Lookingglass和路由注册表,并且随着时间的推移,我们积累了路由更新的拓扑信息。
注释:应包括辅助信息以帮助更好地利用拓扑。例如,收集AS级拓扑的基本权衡是完整性与新鲜度。使用路由注册表数据和随时间累积信息可使拓扑更完整,但也可能引入过时的信息。将每个节点或链接与时间戳相关联将使用户能够灵活地决定他们想要拓扑如何新鲜。其他辅助信息包括节点和链路的类型,以及从哪些数据源收集。
最新版本:由于互联网每天都在变化,拓扑收集过程应该是自动化的,每天更新拓扑。
易于使用:拓扑结构应在网络上发布,并包括当前估计值和过去拓扑估计值。
我们认为,使最完整和最新的拓扑容易获得将有利于整个研究界。然而,研究人员还应该牢记收集网络拓扑结构的固有局限性。真正的互联网拓扑是未知的,并且任何ASlevel拓扑估计,包括本文中提出的拓扑估计不一定是完整的。添加更多的数据源并查看更长的时间段可能会导致拓扑收集的返回减少,但这并不意味着拓扑接近完成。例如,某些对等AS链路只能由特定位置的监视器显示,或者只有在出现异常网络事件时才能显示。研究结果应考虑拓扑(完整性),但是一个明显更完整的拓扑结构可能有益于许多研究工作。
1.数据源
我们收集原始数据的来源分为四类:BGP跟踪收集器,路由服务器,Lookingglass和Internet路由注册表(IRR)数据库。所有这些源提供域间(BGP)级信息2。每种数据内容,格式和访问方式各不相同。一些包含IPv4和IPv6信息,但是我们没有使用IPv6信息来构建拓扑。
1.1BGPTraceCollector
BGP跟踪收集器是通过BGP会话与商业ISP网络对等的测量框。收集器从其对等体接收BGP消息,但不向其发布任何前缀。周期性地,·路由表和从其对等体接收的路由更新。
表1显示了收集器保存的BGP路由表中的典型条目。此条目表示AS(收件人对等体之一)可以通过AS路径到达目的地前缀..0.0/16。从此条目中,我们确定AS级拓扑应包括四个节点(即,,和)和三个链接(即-,-和-)。
通常,收集器的路由表具有来自每个对等体AS的超过十万个条目,因为每个对等体AS告知收集器如何到达整个目的地址空间。我们说一个收件人每个对等体AS都有一个视图的互联网。收藏家拥有的视图(对等体)越多,可以收集的拓扑信息越多。
除了路由表之外,收集器还保存从对等体接收到的路由更新。路由表显示在特定时刻到达目的地前缀的首选路径,而路由更新将显示随时间推移的备用路径和备份链路。路由更新的格式类似于路由表。
RouteView和RIPERIS是部署收集器并使BGP跟踪数据公开可用的两个主要测量项目。它们的收藏者和对等ASS列在表2和表3中。RouteView具有55个唯一视图,RIPE具有个唯一视图,并且它们具有个唯一视图(表4)。请注意,我们没有在所有表中计算IPv6对等体。
总的来说,RouteView和RIPE从对等AS提供路由表和更新,并归档过去的数据。我们通过