[发明专利]一种别名解析方法

说明书

技术领域

本发明属于网络测量技术领域，特别是一种能在大规模tracert路径中，对别名作快速解析的别名解析方法。

背景技术

随着因特网规模的飞速发展，网络结构也发生了巨大的变化。因特网已经成为人们日常生活不可缺少的一部分，为了更好的使用、管理和控制网络，必须要对网络的拓扑结构有充分的了解。

由于网络的异构性，要获得完整的网络拓扑结构比较困难。目前对于网络拓扑发现技术的研究比较多，其中以基于traceroute方式的研究最多，然而基于traceroute方式只能发现IP级的网络拓扑，也称为逻辑拓扑，即从一台路由器入口的IP地址到下一台路由器入口的IP地址的连续序列，这种拓扑并未反映出路由器之间的真实连接情况。

1996年，Jack Rickard首先提出了利用traceroute来反映网络拓扑结构的思想。此后，对IP级网络拓扑的研究越来越多，也日趋成熟。Skitter是CAIDA的基于traceroute的因特网拓扑发现项目，该项目从1998年开始研究，采用了分布式测量的方式，在全球共设置了近20个测量源，测量目标节点近100万个。

与IP级网络拓扑相对的是路由器级网络拓扑，它反映了路由器之间的连接关系。这种拓扑更为网络管理、使用及维护人员所熟悉。在IP级网络拓扑的基础上，通过找出属于同一台路由器的IP地址集合，就能够将IP级网络拓扑聚合成路由器级网络拓扑，所谓别名解析(alias resolution)则是这样一种找出属于同一台路由器的IP地址集合的技术。

当前别名解析解析可分为两类：基于测量的方法和基于分析的方法。

1.基于测量的方法

基于测量的方法分为基于返回IP地址和返回报文ID号的方法。

基于返回IP方法的基本原理依据RFC1122规范，当路由器向测量源节点返回“端口不可达”报文时，通常以离测量源节点最近的端口IP地址作为返回报文的源地址。如图5所示，测量源地址S向测量目的地址IPA发送一个高端口的UDP报文，路由器R收到UDP报文后向测量源地址S发送一个“端口不可达”报文，“端口不可达”报文的源地址为路由器R中距离S较近的端口地址IPB。通过这种方式测量时由测量源直接向可能是别名的两个IP地址发送两个具有较高UDP端口号、TTL为255的UDP报文，根据收到的“端口不可达”ICMP报文中的源地址来判断这两个IP地址是否属于同一个路由器，即是否是别名。

基于返回报文的源地址方式别名解析的优点是不会产生误判，可以作为判断别名的充分条件，同时也可能会发现路由器的新接口，缺点是当IP地址数量较多时效率较低。

基于返回报文ID号方法，在IP报文的首部中有2个字节长度字段，该字段用于标示IP数据报，称为IP-ID。路由器中有一个递增的计数器，用于在路由器发送报文时填入报文的IP-ID号，每产生一个数据报，计数器就加一。路由器连续产生的数据报文的IP-ID号也是连续的。基于返回报文ID号的方法的基本原理依据是不同路由器返回报文的ID号连续的概率几乎为零。测量时由测量源连续向两个IP地址发送测量报文，根据返回报文的ID号来判断两个IP地址是否属于同一个路由器，即是否为别名。图5为采用该种方式的测量原理。

2.基于分析的方法。

通过判断两个IP地址的DNS名称来判断两个IP地址是否属于同一个路由器，图7所示，即是否是别名，例如，sl-bb21-lon-14-0.sprintlink.net和sl-bb21-lon-8-0.sprintlink.net所对应的IP地址是别名，属于同一台伦敦的主干路由器，14-0和8-0可能是路由器上的端口号。对于不同的IP地址可以通过反向DNS解析的方式获得，由于DNS服务器都是公开的，所以采用DNS的方式实现较简单，Spring设计了一个基于DNS名称判断别名关系的工具undns。这种方式的缺点是误判和漏判的概率较大并且当IP地址的DNS名称较少时该种方法不起作用。