一种预测isp域内任意两节点之间路由路径的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于网络测量技术领域，尤其是针对路由器级的网络拓扑模型预测 ISP(网络信息提供商）域内任意两节点之间路由路径的方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的推动，因特网规模爆炸性增长，新型的创意和应用不断涌现，大规模分 布式应用在因特网应用中占有的比例越来越大；VOIP的应用，如Skype允许任意两个用户 通过互联网进行实时通话；内容分发网络（CDN)，如youku，会在全球成千上万的分布式流 媒体服务器上保存其内容的副本，利用全局负载均衡技术将用户访问指向距其最近的工作 正常的流媒体服务器，由该流媒体服务器直接响应用户的请求。该些新型的分布式应用有 如下一些共同特点；（1)相同的文件副本会保留在多个不同的服务器节点，使得该些应用 都是一对多或者多对多的通信模式，对于任何一个通信而言，存在多条可选路径；（2)应用 会根据网络的实时性能在多条可选路径中选取最优路径，然而因特网提供的是尽力而为的 传送服务，所W对于该类应用，需要主动测量链路的性能参数；（3)对链路性能优劣的度量 标准，往往需要综合不同网络级别的度量标准。例如分发网络，对用户而言，最优的镜像取 决于用户和镜像之间链路的TCP吞吐量，TCP吞吐量由链路的延时、丢包率和可用带宽共同 决定。
[0003] 上述该些应用的特性表明；针对大规模分布式应用，了解其行为特征、拓扑结构和 流量特征，对于改进和管理分布式应用具有重要的参考价值。通过先验的接入获取网络的 实时性能参数能提高通信质量，但是因特网设计的初衷是提供尽力而为的传输服务，并不 提供该些网络实时性能参数。应用服务程序要获得该些性能参数，首先需要知道网络的拓 扑信息，从而在此基础上主动进行网络性能参数的测量。
【发明内容】
[0004] 发明目的；针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种预测ISP域内任意两节 点之间路由路径的方法，为得到完整的路由器级网络拓扑模型，进而在该模型上进行网络 性能参数测量提供依据。
[0005]技术方案；因特网普遍采用基于目的地址的策略进行路由，导致两个靠的很近的 源地址对同一目的地址的路由路径会有很大程度的重叠，基于路由器上述的特点，本发明 提出一种预测ISP域内任意两节点之间路由路径的方法，通过组合现有路由拓扑图中不同 路径段来拟合任意两个被动节点的路由路径，具体包括如下步骤：
[0006] (1)判断源节点和目的节点是否在已知的探测拓扑集合中，若源节点和目的节点 中的一个或者两个不在已知的探测拓扑集合中，则跳转步骤（2)，否则，跳转步骤（3);
[0007] (2)对不在已知的探测拓扑集合中的节点选取其近似节点，并用该近似节点替代 原节点；
[000引 （3)根据参数n，在探测节点集合中选取与源节点相邻的n个探测节点，其集合记 为X，选取与目的节点相邻的n个探测节点，其集合记为Y，n为自然数并且小于探测节点集 合总数；
[0009] (4)探测从集合Y到源节点的路由路径集合P1 ;
[0010] (5)探测从集合X到目的节点的路由路径集合P2 ;
[0011] 做遍历集合P1中所有元素，判断与集合P2中元素有无公共交点，若有，则跳转 步骤（7)，否则，根据探测节点的数目扩大n的值，并跳转步骤（3)，直到找到公共交点或者 n的值大于探测节点集合总数；
[0012] (7)选取源节点到公共交点和公共交点到目的节点的路径组合作为源和目的节点 之间的待选预测路由路径；
[0013] 做在得到的所有待选预测路由路径中选取与实际路径拟合程度最高的预测路由 路径做为源和目的节点之间的预测路由路径。
[0014] 所述步骤（2)选取节点Z近似节点的具体步骤为：
[0015] (201)如果节点Z属于已知的探测拓扑集合M中某子网，则选取该子网的任意IP 地址做为Z的近似节点；
[0016] (202)如果节点Z不属于任何已知子网，但是可W和集合M中某IP构成合法子网， 则将该IP做为Z的近似节点；
[0017] (203)如果在步骤（201)和步骤（202)中均未找到Z的近似节点，则从所有的探测 节点对Z进行traceroute测量，并将Z加入已知的探测拓扑集合M，避免重复测量。
[0018] 所述步骤（3)选取节点Z的相邻探测点集合的具体过程为；所有探测节点对节点 Z发送5次ping报文记录其延时，取5次结果的中位数做为该探测节点与节点Z的延时，并 选取延时最小的n个探测节点组成节点Z的相邻探测节点集合。
[0019] 所述步骤（4)中，用网络分析工具traceroute得到集合Y中每一个元素到源节点 S的路由路径。
[0020] 所述步骤妨中，用网络分析工具traceroute得到集合X中每一个元素到目的节 点D的路由路径。
[0021] 所述步骤巧）中，综合最小距离准则和保证流量在骨干网路由器中的平均分配原 则选取预测路由路径，具体选择过程为；判断具有最小距离的待选路径是否仅有一条，若 是，则选择该待选路径作为预测路由路径，否则，在具有相同最小距离的待选路径中选取使 得骨干网路由器流量最为平均的待选路径作为预测路由路径。
[0022] 有益效果；本发明采用上述技术方案，具有W下有益效果：
[002引第一；本发明所实现的预测ISP域内任意两节点之间路由路径的方法，不会给网 络带来明显的测量负载；
[0024] 第二巧W得到ISP域内任意两节点之间的路由路径信息，对于两个完全不可控 的节点，该样的路由信息尤为重要；
[002引第立：在得到的路由路径信息基础上进行链路性能的测量，可W得到任意链路的 性能参数，该些参数可W为分布式应用提供参考。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明的预测路由路径的结构示意图；
[0027]图2是本发明在已知的探测拓扑集合中选取节点X近似节点的方法流程图。【具体实施方式】
[002引下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解该些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同 变换均落于本申请权利要求所限定的范围。
[0029] 实施例1通过组合不同探测服务器得到的路径段来预测被动节点S到D的路由路 径（图1)，具体步骤如下：
[0030] (1)判断源节点和目的节点是否在已知的探测拓扑集合中，若源节点目的节点D 中的一个或者两个不在已知的探测拓扑集合中，则跳转步骤（2)，否则，跳转步骤（3);
[0031] (2)对不在已知的探