BGP收敛性及其对网络性能影响的定量分析

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BGP网络性能优化浅析

BGP网络性能优化浅析

BGP网络性能优化浅析在构建实际运营的BGP网络中,考虑到性能参数对网络效率的影响,往往需要对BGP的一些参数进行仔细的斟酌,本文主要介绍一些与网络性能相关的参数与特性的设置,供读者在后续设计及优化BGP网络时参考。

文/许青邦随着客户网络规模和覆盖范围的不断增长,使用BGP路由协议不再是运营商网络的特权,越来越多的企业网络也开始部署BGP。

BGP能够支持更大规模的网络,支持丰富多变的选路策略,海量的路由表容量,但随之而来的便是BGP性能瓶颈的问题:1、 BGP位于应用层,比底层协议占用更多的系统资源,因此需要尽可能保证路由的稳定性、路由数量的控制,以及更强的路由硬件设备;2、 BGP路由属性复杂,每条路由比IGP协议消耗更多的字节,因此需要提高报文的传输效率,防止网络中的报文分片;3、 BGP路由源自不同的IGP,甚至不同的自治系统,路由数量繁多和来源复杂,任意一条路由的震荡,都可能影响到全网设备的稳定性和路由收敛速度,因此需要限制路由震荡的范围,杜绝牵一发而动全身的现象;4、 BGP自身路由收敛速度较慢,缺省BGP的HOLD TIME为180s,为了加快BGP 的收敛速度,需要底层提供快速检测机制。

针对BGP组网面临的诸多性能相关问题,以下从报文传输、路由更新、快速检测三个方面入手,介绍BGP网络性能的优化思路,具体优化措施如下。

1 BGP邻居PMTU检测BGP协议是运行在TCP之上的,所以TCP的参数设置会影响BGP的性能。

在路由数目比较少的情况下TCP的参数调整可能对BGP性能影响不大,但是当路由数目比较庞大的时候调整TCP参数可以起到明显优化性能的作用。

下面分析具体的优化方法。

首先了解一下BGP协议报文发送的方法,如图1所示。

图 1 BGP与TCP数据传输格式BGP首先需要把自己需要发送的数据告诉TCP,然后TCP根据数据的长度进行分段,分段大小由TCP协商的MSS值的大小决定,每个TCP分段对应着一个发出去的IP包。

网络协议知识:OSPF协议和BGP协议的应用场景和优缺点

网络协议知识:OSPF协议和BGP协议的应用场景和优缺点

网络协议知识:OSPF协议和BGP协议的应用场景和优缺点OSPF协议和BGP协议是在网络中非常常用的两种路由协议,它们都有不同的应用场景、优缺点。

一、OSPF协议OSPF(Open Shortest Path First)是一种链路状态路由(Link State Routing Protocol,LSRP)协议,用于内部门户网(Interior Gateway Protocol,IGP)环境。

它主要应用于大型企业和网络运营商的网络中。

优点:1.快速收敛:OSPF协议会在发现网络拓扑的任何变化后尽快更新路由表。

2.路由与拓扑隔离:OSPF协议将路由表和拓扑表分别存储,从而避免在拓扑改变后产生的路由收敛问题。

3.多路径选择:由于OSPF协议采用的是最短路径优先(Shortest Path First,SPF)算法,因此可以找到距离目标网络最短的多条路径。

4.可扩展性:OSPF协议可以支持多层次的路由器结构和分层次自治系统。

缺点:1.资源消耗:OSPF协议需要在网络拓扑发生变化后立即收敛,因此需要消耗大量的网络带宽和路由器资源。

2.复杂性:OSPF协议需要进行复杂的网络计算,使用起来相对较为复杂,需要较高的技术水平。

3.安全性:由于OSPF协议并没有强制的身份验证机制,因此可能会受到网络攻击。

应用场景:由于OSPF协议具有快速收敛和多路径选择等优点,适用于大型企业网络和网络运营商的IP路由协议。

二、BGP协议BGP(Border Gateway Protocol)是一种外部网关协议,用于联网互连网络(Inter-Autonomous System,IAS)环境。

它主要应用于跨自治系统的网络中。

优点:1.可靠性:BGP协议采用足够的路由控制机制可以在广域网环境下保证路由的可靠性。

2.带宽和性能控制:通过BGP协议的带宽和性能控制可以控制数据包的传输、选择最优的路由路径,使网络维护非常容易。

3.路由策略控制:使用BGP协议可以实现多种类型的路由策略控制,包括负载平衡、备份路径等等。

BGP协议与OSPF协议收敛时间对比研究

BGP协议与OSPF协议收敛时间对比研究

BGP协议与OSPF协议收敛时间对比研究一、引言网络通信的可靠性与效率对于现代社会的发展至关重要。

而在互联网的底层,协议的选择与优化直接影响着网络通信的质量。

在众多的网络协议中,BGP(边界网关协议)和OSPF(开放最短路径优先)协议被广泛应用于网络路由中。

本文旨在对BGP协议与OSPF协议在收敛时间方面进行对比研究,以进一步了解其性能差异和适用场景。

二、BGP协议与OSPF协议的概述1. BGP协议BGP协议是一种用于自治系统(AS)之间的路由选择协议。

其目的是在不同自治系统的边缘路由器之间传递路由信息,以帮助实现互联网的互通性。

BGP协议具有高度的可扩展性和灵活性,能够适应复杂的网络拓扑结构和政策控制需求。

然而,BGP协议的主要缺点之一是其收敛时间较长,导致路由更新延迟较高。

2. OSPF协议OSPF协议是一种基于链路状态的内部网关协议(IGP),常用于同一个自治系统内的路由选择。

OSPF利用Dijkstra算法计算最短路径,并动态更新路由表。

其收敛时间相对较短,能够快速适应网络拓扑变化,并提供较高的路由选择效率。

三、BGP协议与OSPF协议的收敛时间对比收敛时间是指网络在发生拓扑变化后重新建立稳定路由所需的时间。

在网络环境中,拓扑变化包括链路故障、路由器宕机等。

BGP协议与OSPF协议的收敛时间差异主要源于其路由信息更新的机制和算法。

1. BGP协议的收敛时间BGP协议的收敛时间相对较长。

当网络拓扑发生变化时,BGP路由器需要与其相邻的路由器交换信息、更新路由表,并将更新结果传递给其他路由器。

这一过程中涉及到大量的控制消息传递和决策计算,导致了较长的收敛时间。

尤其是在大规模网络中,BGP协议的收敛时间更为明显,可能需要几分钟甚至更长的时间来建立稳定的路由。

2. OSPF协议的收敛时间相比之下,OSPF协议的收敛时间较短。

当网络拓扑发生变化时,OSPF路由器通过交换链路状态更新信息,计算出新的最短路径,并快速更新路由表。

网络拓扑结构优化算法收敛速度评估说明

网络拓扑结构优化算法收敛速度评估说明

网络拓扑结构优化算法收敛速度评估说明网络拓扑结构优化算法是通过优化网络中的链路连接关系,以提高网络性能和可靠性的方法。

在实际应用中,算法的收敛速度是评估其效果的重要指标之一。

本文将从定义收敛速度、影响收敛速度的因素以及评估收敛速度的方法三个方面进行论述。

首先,什么是收敛速度?收敛速度是指网络拓扑优化算法在迭代过程中逐渐接近最优解所花费的时间。

在拓扑结构优化中,最优解往往是指网络中链路带宽利用率最大化或者时延最小化。

因此,一个快速收敛的算法意味着它能够在尽可能短的时间内达到最佳的拓扑优化状态。

其次,影响收敛速度的因素有很多,其中主要包括以下几个方面:1. 算法本身的特性:不同的算法有不同的收敛速度。

例如,梯度下降算法通常能够较快地收敛,因为它能够有效地利用目标函数的梯度信息。

而遗传算法等启发式算法则往往需要较长的时间来搜索全局最优解。

2. 网络的规模和复杂度:网络的规模越大、结构越复杂,拓扑优化算法往往需要更长的时间才能达到最优解。

这是因为大规模网络中的连接关系更加复杂,优化问题的搜索空间更大。

3. 初始拓扑状态:拓扑优化算法的初始拓扑状态也会对收敛速度产生影响。

如果初始的拓扑已经非常接近最优解,那么算法的收敛速度通常会更快。

最后,评估算法的收敛速度可以采用以下几种方法:1. 迭代次数统计:可以记录算法运行的迭代次数,并根据迭代次数来评估算法的收敛速度。

一般来说,迭代次数越少,收敛速度越快。

2. 收敛过程可视化:可以将算法的迭代过程可视化,通过观察目标函数值或者拓扑结构的变化来评估算法的收敛速度。

如果在前几次迭代中,目标函数值或者拓扑结构的变化比较大,而后续变化较小,那么算法可能已经接近最优解,收敛速度较快。

3. 算法效果评估:可以通过对比不同算法在相同条件下的优化效果来评估其收敛速度。

具体方法包括比较不同算法达到相同优化效果所需要的时间或者迭代次数。

综上所述,网络拓扑结构优化算法的收敛速度是评估其效果的重要指标之一。

网络异常情况下BGP行为分析

网络异常情况下BGP行为分析

网络异常情况下BGP行为分析
杨松华;李俊;唐海娜
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2005(22)12
【摘要】BGP是域间路由协议事实上的标准,分析BGP的行为,尤其是在网络异常情况下的行为,非常重要。

文章分析了发生在2001年9月的CodeRed/Nimda蠕虫攻击情况下的BGP行为。

结果显示,攻击期间,监测点的BGP更新消息数是正常情况下的30倍。

其中的40%是由于监测点自身的环境造成的。

通过对消息进行分类的方法,我们更好地分析出了真正导致路由变化的更新消息。

【总页数】4页(P127-130)
【关键词】边界网关协议;对等体;蠕虫攻击;BGP行为
【作者】杨松华;李俊;唐海娜
【作者单位】中国科学院计算机网络信息中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.08
【相关文献】
1.网络异常情况下的拜占庭容错算法研究 [J], 余丽静
2.基于大数据技术的网络异常行为分析监测系统 [J], 王萍;
3.基于地震前兆观测系统流量检测的网络异常行为分析\r——评《网络流量的异常检测监控方法及相关技术研究》 [J], 王小英;刘庆杰;高方平
4.基于大数据技术的网络异常行为分析监测系统 [J], 马立新;许报;李黎滨;曹源;郑磊
5.大数据环境下的网络异常行为检测与分析 [J], 倪东
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互联网BGP路由收敛问题研究现状的分析

互联网BGP路由收敛问题研究现状的分析
s v r 1s l t n O t i s ec r e t r p s d i h sa e n o n sO t h i r s e t e p o l ms e e a o u i st h si u u r n l p o o e t i r aa d p i t U er e p c i r b e .Th u h r r s n h i o s y n t v e a t o sp e e tt er v e t a GP r u e c n e g n ei ea e O mutp e f co s u h a o t r a i g dfe e tr u i g p l i s i e e tt iw h tB o t o v r e c sr lt d t li l a t r 。s c s r u e sh v n ifr n o tn o i e ,d f r n i c f me
法。
关 键 词 : 界 网关 协 议 ; 敛 ; 边 收 策略 ; 由 路
中图 分 类 号 : P 9 . 3 T 33 0
文献标志码 : A
文 章 编 号 :0 588 (0 7 0—0 8—4 1 0—7 8 2 0 )20 3 0
St d n na y i fr u e c nv r e c f I t r e u y a d a l ss o o t o e g n e o n e n tBGP
边 界 网 关 协 议 ( o dr G twa rtcl B r e ae y P ooo ,
相邻 网络 , 当路 由发生 变更或链 路连 接失败 时 , G B P 要用 UP ATE和 KE P I T E AL VE消 息 响 应 路 由 信 息 的更 新 , 即尽快地 由更 新 的路 由信 息 构成 一 组 稳

一种改进的BGP路由收敛算法

向量 协 议 (i l p t etrp oo o, P ) s e ah v co rtcl S VP 模 mp
1 B P路 由慢收敛的原因 G
对 距 离 向量 协议来 说 , 在 两 点之 间找 到一 条 要 最短路 径 , 有 限 的 时 间 内 总 是 能 实 现 的 , 究 表 在 研 明[ , 距离 向量 协议 的收敛复 杂度 为 0(。. 4 一般 ] )由 于 Ⅸ 协 议允许使 用路 由策 略 , 在策 略 冲突 的情况
r u igc n eg n e d ly a ay e , a d a mp o e o t o v r e c ea n lz d n n n i r v d BGP r u ig m o e n l o ih r r p sd o tn d la d ag rt m we e p o o e
( le eo mpu e n mmu cto Co lg fCo tra d C o niain,L n h uU nv fTeh a z o i.o c .,La z o 7 0 5 nh u 3 0 0,Chn ) ia
Ab ta t sr c :Ai da h r b e t a lg ih c n e g n eo me tt ep o lm h t u g s o v r e c f s BGP o tn r t c l a ei u l fu n e r u ig p o o o ss ro sy i l e c h n
迟 的原 因, 在简单路径 向量协议 S VP模型的基础上提 出改进 B P GP路 由模 型及 其算 法. 过检测 AS失效链 路 的 通
根源 节点来提高 B P路 由收敛速度 , G 减少路 由更新消息开销 , 改进后的 丁d 收敛 时间上 限值下 降为 0( ) 并且在 一 d.

实验5:BGP路由协议分析

实验5:BGP路由协议分析1实验题目采用Opnet仿真并分析BGP协议2实验目的和要求1) 掌握BGP协议的工作原理2) 掌握Opnet仿真BGP协议的方法3实验设备及材料操作系统:Windows 2003/XP主机网络模拟器:OPNET4实验内容4.1 BGP路由模拟与性能测试本实验的环境如下:Intel(R) Core(TM)2 Duo CPU T7100 @1.80GHz,0.98GB内存;Windows XP Professional v.2002 SP2;网络仿真平台为0Pnet Modeler 14.0。

导入BGP-simple_configuration场景。

Scenarios->Scenarios Component->Import图1 导入BGP-simple_configuration场景图2 BGP-simple_configuration网络仿真模型针对协议的性能仿真主要是从路由协议网络收敛性,协议开销,网络延时三个方面进行仿真分析。

路由协议网络收敛性是指路由域中所有路由器对当前的网络结构和路由转发达成一致的状态。

收敛时间是指从网络的拓扑结构发生变化到网络上所有的相关路由器都得知这一变化,并且相应的做出改变所需要的时间。

协议开销是指网络节点为了获得路由信息所引入更新网络状态信息的通信开销,它随网络规模的扩大而增加,触发状态信息更新发布策略与QOS路由性能密切相关。

此外,网络拓扑和流量分布对协议开销也有一定的影响。

时延定义了一个IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。

时延由固定时延和可变时延两部分组成。

固定时延基本不变,由传播时延和传输时延构成;可变时延由中间路由器处理时延和排队等待时延两部分构成。

添加统计信息量:1) 添加路由协议收敛性和协议开销场景空间空白处右键单击,在弹出菜单中选择”Choose Individual DES Statistics”图3 添加路由器协议的统计信息量在弹出窗口中选择BGP协议统计量,如图4所示:图4 选定BGP统计量2) 添加子网时延统计量选择AS10001中的Engineering LAN子网进行统计分析,统计量选择的是局域网的延时。

BGP协议原理以及工作分析

BGP协议原理以及工作分析作者:李良一来源:《硅谷》2014年第07期摘要首先就BGP协议的概念以及特点作出分析,而后进一步针对其具体的工作流程展开讨论,对于深入了解BGP协议的工作机制和特征有着积极意义。

关键词 BGP;协议;原理中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)07-0046-01当前信息化时代之下,数据传输已经成为了日常工作和生活必不可少的重要组成部分,网络服务的易得性和可靠性也因此得到广泛关注。

这其中负责网络正常工作的诸多协议,作为保证网络数据传输的有力支持,也成为了研究的重点对象。

1 BGP协议的概念以及特点边界网关协议(BGP, Border Gateway Protocol),其职能在于实现数据传输过程中,不同因特网自治域系统间的路由实现,本质上看就是在不同的网络系统之间交换网络可达信息(NLRI,Network Layer Reachable Information)。

随着网络发展的日益成熟,相应的拓扑结构以及网络自治域也随之呈现出日益复杂的特征,一方面自治域内部呈现出相对的独立特征,另一个方面其间的通信却呈现出越来越频繁的特征,并且对于通信质量的要求也有显著提升趋势。

所有这些都使得BGP协议的地位日益重要,这种频繁作用在互联网自治域边缘的通信协议,已经成为了网络路由体系的重要组成部分,其存在对于支持整个互联网数据传输工作的完成和实现,并且在一定程度上对于减少交换和路由设备的运行负荷都有积极意义。

从工作特点方面看,BGP协议能够实现对于无类型区域间路由(CIDR,Classless Inter—Domain Routing)的良好支持,这种支持作用能够极大地抑制和缩减路由表本身的规模,并且对于提升路由效率等方面都有显著的作用。

并且在实现路由的过程中,BGP协议通过自治域(AS,Autonomous System)边界路由器展开作用,采用特定的策略和算法选择过滤路由,将诸如路由信息协议(RIP,Router Information protocol)、开放式最短路径优先(OSPF,Open Shortest Path First)以及BGP等路由信息发送到对应节点之上。

动态路由协议的性能分析与优化

动态路由协议的性能分析与优化动态路由协议是现代计算机网络中广泛采用的一种技术,它能够根据网络的拓扑结构和链路状态信息自动计算最佳的数据包传输路径。

然而,随着网络规模不断扩大和复杂性增加,动态路由协议的性能也变得更加重要。

本文将对动态路由协议的性能进行详细的分析,并提出相应的优化方法。

首先,让我们分析动态路由协议的性能指标。

性能指标通常包括路由收敛时间、网络稳定性、路由器负载以及带宽利用率。

路由收敛时间是指网络从链路发生变化到动态路由协议重新计算并更新路由表的时间。

过长的收敛时间会导致网络中断,影响用户体验。

网络稳定性是指当链路发生故障时,动态路由协议能够快速适应并重新计算最佳路径。

而路由器负载和带宽利用率则反映了动态路由协议对网络资源的使用效率。

在分析了动态路由协议的性能指标后,接下来我们将讨论一些常见的动态路由协议,并对它们的性能进行评估。

1. 链路状态路由协议(Link State Routing Protocol)链路状态路由协议通过交换链路状态信息,来动态计算最短路径。

它包括OSPF(Open Shortest Path First)和IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)等。

这些协议通常具有较快的收敛时间和高度稳定性,但也存在一些问题。

首先,链路状态数据库的维护会消耗大量的计算和存储资源,尤其在大型网络中。

其次,链路状态信息的泛洪会占用网络带宽,因此需要对链路状态更新进行控制。

为了解决这些问题,可以采用增量更新的方法,只传输链路状态信息的变化部分,从而减少网络负载并提高路由器的处理速度。

2. 距离向量路由协议(Distance Vector Routing Protocol)距离向量路由协议通过每个路由器维护自己到其他目的地的距离向量来计算最优路径。

它包括RIP(Routing Information Protocol)和EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)等。

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B P 的 收敛 问题 。It n t是一个 复杂 系统 ,它是 G ne e r 由大 量 自治系 统 ( )组成 的一个 白组 织 网络 ,同 AS 时 具有幂 律特 性 、小世界特 性 、无 尺度特 性等 基本 特 征 。这 些规 律使 得 It nt能够 在各种 情 况下保 ne e r 持 稳定 高效 的运行 ,所 以利用 这些 本质特 征 来指导 It n t ne e 的运营 与发 展是 非常有 意义 的工作 。 r
不同收敛事件 的收敛参数与网络结构本质的联系。在此基础 上,提出了 “ et p B sU ”的收敛模式 ,取得 了显著效果。
关键 词 : 域 问 路 由 ;BG ;幂 律 ;层 次 性 P 中图 分 类 号 : P 9 T 33 文 献标 识 码 : A 文 章编 号 :0 04 6 20 )80 2 —0 10 —3 X(0 70 0 41
m o nt eex e m e t. dei h p r i ns
Ke r s i t r o i u i g BGP; o rl w; i r c y y wo d : n e- ma nr t ; d o n p we-a h e a h r
1 引 言
R C 8 9 ] 出了 l 所 关注的今 后 It nt F 3 6 I中列  ̄ AB ne e r
( c o l f mp trNain l iest f fneT c n lg , a gh 1 0 3 Chn ) S h o Co ue, t a Unv riyo Dee s e h oo y Ch n s a4 0 7 , ia o o
Ab t a t s r c :Th ea in o e r lt fBGP c n eg n e a d t e c a a trs c f t e i trd ma n s se wa a y e . h n o o v r e c n h h r ce it s o h n e - o i y tm s a l z d T e i — i n trd man r u i g s se i l si e n o tr e he a c is - o e ly n ta s tl y r a d s b ly r b s d o h e - o i o t y t m s ca sf d i t h e ir h e - c r a e r mi a e t a e a e n t e n i r n n u p we w n o o rl a d c mme ca ea i n f u o o u y tms T er lt n o ewo k t p l g d c n e g n ep a — a r il lt so t n mo ss se . r o a h eai f t r o o o y a o v r e c a me o n n r tr r r s ne fal o t fc n e g n e e e t i i e e tly r . d a n w r p s l a e n p e e td t m— es we e p e e td o l s rso o v r e c v n s n d f r n a e s An e p o o a sb e r s n e o i h p o e BGP c n e g n e b s d o h b v a y i, a ld Be t ,wh c e a e etr t a o ma c n eg n e rv o v r e c a e n t e a o e a l s c l s n s e Up ih b h v d b t h n r l o v r e c e n
Qu n i t e n ls f GPc n eg n e n s a t ai ayi o t va s B o v r e c di a t
i lue eo t r r o m a e nf nc n ne wo k pe f r nc
Z OJ -n , H e—o g L —hn HA nj g Z U P i n , U Xi e g i i d c
研究和发展过程中需要特 别关注 的热点 问题,其中指 出当前运行的域问路 由系统中,路 由前缀在 10 0 0 5 0
到 2000之 间时 ,域 问路 由系统 可 能会 因为算 法 0 0 的约 束使得 端 到端的收 敛 时间变得 不可 接受 ,所 以
对 B P协议 的收敛性 问题 的研 究迫在 眉睫 。 G 本 文 试 图 从 Itre nen t的本 质 特 征 入 手 来 分 析
赵金 晶,朱培 栋 ,卢锡 城
( 防科学 技术 大学 计算 机 学院,湖南 长 沙 40 7 ) 国 10 3

要:从 It n t ne e 的结构特征入手,分析了 B r GP的收敛特性与域间路 由系统的幂律特性 与层次性之间的关系。
根据域间路 由系统 的幂律特性 以及 AS间商业关系的层次性特点建立了三层幂律一层次模型 ,剖析了不同层次上的
llierarchy1引言1c386911中列出了iab所关注的今后hltemet研究和发展过程中需要特别关注的热点问题其中指出当前运行的域问路由系统中路由前缀在150000到200000之间时域问路由系统可能会因为算法的约束使得端到端的收敛时间变得不可接受所以对bgp协议的收敛性问题的研究迫在眉睫
维普资讯
第 2 8卷第 8期 20 0 7年 8月




V 1 8 O . N o8 2 . Au u t 0 7 g s 0 2
J u n lo mm u i ai n o r a n Co nc t s o
B GP收敛性及其对 网络 性能影响的定量分析
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