[发明专利]一种基于虚拟化技术的自治域级网络模拟方法

说明书

一种基于虚拟化技术的自治域级网络模拟方法，涉及网络模拟和算法设计领域。本发明为了实现利用服务器集群和虚拟化技术，创建和模拟网络中主机来构建自治域级网络路由拓扑。本发明在一个或多个物理机上利用虚拟化手段为每个自治域模拟一台BGP路由器，并构建BGP路由器间的BGP会话，形成模拟的网络拓扑。根据采集的自治域号、自治域声明的前缀、自治域邻接关系、自治域商业关系，在有限数量的物理机上模拟一定规模的BGP路由器形成的自治域级网络路由拓扑。模拟的BGP路由器拓扑能够真实反映采集所得的自治域邻接关系和自治域间链路的属性；每个模拟BGP路由器依据BGP路由协议进行路由选择，其路由行为和真实BGP路由器行为一致。

技术领域

本发明涉及网络模拟和算法设计领域；特别地，本发明涉及一种根据自治域级邻接关系为BGP路由器分配IP地址的方法，以及在物理机上利用虚拟化等一系列技术模拟BGP路由器构建拓扑的方法。

背景技术

目前，Internet和较大的网络服务提供者(ISP)被分成大量的自治域系统(Autonomous System,AS)，自治域系统定义管理区域和作用于自治域系统范围的路由策略。Internet级的路由结构一般被划分为域内路由和域间路由两种结构。对于域内路由，有多种域内路由协议，包括开放最短路径有限(OSPF)协议、路由信息协议(RIP)，中间系统到中间系统协议(IS-IS)和内部网关路由协议(IGRP)等等，自治域系统内的路由功能由运行上述域内路由协议的路由器来实现。对于域间路由，边界网关协议(Border GatewayProtocol，BGP)是目前的事实标准，BGP路由的定义和同步由自治域系统的边界路由器，即BGP路由器相互交换AS级的路由可达性信息来完成。

在自治域系统中，自治域间的路由不只是选择到达目标的最短路径，还需要符合特定的一些路由策略。目前，自治域间存在着一种商业策略模型，将自治域之间的关系划分为两类：供应商-客户关系(Provider-Customer,P2C)和对等关系(Peer-Peer,P2P)。供应商-客户关系指的是客户向供应商付费，供应商为客户提供接入Internet的服务，而供应商向客户传递流量无需付费。对等关系指的是自治域之间相互传递流量，互相之间不收费。为了经济利益，一个自治域会在目标的所有可达路径中，优先选择下一跳自治域为其客户的路径，其次是下一跳自治域为对等关系的路径，最次是下一跳自治域为供应商的路径。与此同时，一个自治域在构建路由可达性信息时，通常向他的供应商和对等自治域隐藏自己的供应商路由和对等路由，来保证：(1)自己不为供应商之间传递流量，和(2)自己不为对等自治域向供应商和其他对等自治域传递流量。而自治域会向其客户自治域传递所有路由可达性信息。

网络拓扑是指网络元素之间的一种连接性信息，AS级网络路由拓扑使之网络中自制系统之间的路由连接性信息。在计算机网络研究中，模拟是一种快速而经济的重要研究手段。网络模拟的通常手段往往是通过网络模拟工具软件来模拟网络协议栈和链路的特性，这类方法具有针对性，但是缺点是该方法往往只模拟每个节点的网络协议栈，无法真实展现网络中每个节点的真实主机的特性，从而也影响许多网络测量工具在这类网络模拟中正常使用的问题。

网络模拟常常采用虚拟化技术。虚拟化是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于虚拟化技术的自治域级网络模拟方法，以实现利用服务器集群和虚拟化技术，创建和模拟网络中主机来构建自治域级网络路由拓扑，并能够进行批量测量和管理。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于虚拟化技术的自治域级网络模拟方法，所述方法的实现过程包括以下步骤：