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存根网络多家乡技术现状(3)

2014-03-28 01:21
　　如果采用NAT多家乡技术的存根网络没有AS编号，这个网络不能控制局域网外的BGP路由广播过程。同时，由于NAT多家乡存根网络的地址块是由上游ISP指定的，不会产生非聚合问题。主要是，NAT路由器控制穿过存根网络边缘的流量路由。
　　主机S被指定一个本地地址10.0.1.20。本地地址用于标记NAT存根网络内的主机，对存根网络外的主机而言，是不可见的。如果S通过NAT1路由器发送一个数据包，数据包的地址会被一个全局地址140.16.10.23代替。全局地址属于连接到存根网络的ISP所指定的地址块。因此，全局地址对存根网络外的主机而言，是可见的。这里，全局地址140.16.10.23属于存根网络的ISP1的地址块。如果S通过NAT2发送一个数据包，数据包的地址会被一个全局地址193.17.10.23代替，这个地址是存根网络的ISP2的地址块。
　　通过这个例子，我们得知，NAT多家乡网络中的主机能通过网络中两个NAT路由器的任意一个发送流量，从同一个主机发送出去的数据包可能有两个不同的源地址，他们是从上游ISP获得的聚合地址。
　　3.2.3 故障处理
　　对不采用BGP且不参与AS间路由过程的NAT多家乡网络，可以通过在NAT路由器中设置流量映射规则实现故障处理。然而，一旦跟流量关联的主机IP地址设置了NAT映射规则，一次故障后映射规则不会自动更新。这导致故障处理过程中流量丢失。另一个方法是同时使用NAT和DNS服务器，以减少连接失败的影响。这种情形，NAT网络中的主机跟多个IP地址关联。如果一个ISP不可用，返回来自另一个ISP的IP地址。然而，这种方法依然会产生流量丢失。

　　3.3 BGP多家乡技术和NAT多家乡技术的对比
　　BGP多家乡技术和NAT多家乡技术在地址管理，路由策略，故障处理上都不同。另外，BGP是标准的互联网AS间协议；NAT作为一种功能介绍，用于本地IP地址和全局IP地址间的映射。因此，BGP和NAT本身就不同。 （科教作文网 zw.nseac.com整理）
　　作为标准的互联网AS间协议，BGP确保主机IP地址的唯一性，并且给上层应用提供最大的支持。另一方面，NAT消除IP地址的唯一性(因为NAT将网络内的多个主机映射为一个地址)，并且不支持上层应用。例如，NAT并不全力支持非客户机/服务器(CS，Client/Server)的应用，例如点对点(P2P，Peer-to-Peer)文件共享和多方会议系统。NAT也不支持基于IP地址的应用产生的数据包的传输，例如基于IP地址的语音端点验证(VoIP，Voice over Internet Protocol)。对于这类应用，如果只有双方中的一方采用NAT，通用的解决方式是添加一个中间服务器，不采用NAT的一方主动发送请求给中间服务器。若双方都采用NAT，当前没有有效的解决方案。总体来说，BGP可以最大程度支持上层应用，能控制本地网络外的路由过程；NAT不要求网络规模，不会产生非聚合问题。因此，建议将BGP用于需要支持上层应用的大型机构，NAT用于小型或中型机构，他们不涉及当地网络外的路由过程。

　　4．基于IPv6的多家乡机制

　　当前有几种机制即可以解决扩展性问题，也可以使应用于IPv4中的多家乡机制应用到IPv6中。其中一个就是GEO(Geography)，该机制使用地理信息和扩展的BGP属性，并限制多家乡技术中可能发生的路由信息的传播，使IPv4中应用的多家乡技术，可以毫无改变的应用到IPv6中，解决扩展性问题。
　　该机制创建的详细信息包括区域信息。可扩展的BGP创建和传输区域信息。BGP路由器接收到详细信息，检查它的创建位置信息，若是同一区域，路由器将自己反映在路由表中，否则，信息传走。同样，该机制将详细信息保护在全局路由表中，反映到多家乡网络环境中。

　　4.1 限制路由信息传播的机制
　　Young-Hwan Choi等人提出区域社区(REGION-COMMUNITY)的概念，它类似于BGP群，用以分区，并限制路由信息的传播。BGP路由器加入匹配的区域社区，多家乡机制产生的特定路由信息保存在区域(REGION)属性中创建并传播的区域社区信息。 （科教论文网 lw.NsEac.com编辑整理）
　　反不反映路由信息依赖于区域(REGION)属性值。接收路由信息的BGP路由器检查区域属性值，包括它的创建位置信息。如果区域属性值和它自己的区域社区相同，路由器反映路由信息到它的路由表中，因为无论自己的区域包括哪里，信息是一样的。否则，信息不会反映到路由表中，被传走或丢弃。同样的，这种机制防止多家乡技术产生的详细路由信息反映到全局路由表中。
　　在该机制中，BGP路由器加入基于地理信息的区域社区，并且仅在它们之间传播特定路由信息。下面分两种情况分别讨论。
　　4.1.1 同一区域中，不同ISP之间存在连接
　　区域社区2(Comm 2)中有ISP A和ISP B，有R2A~R2E路由器，还有被ISP A和B多家乡的AS。即使R2D和R2A属于不同的ISP，他们都位于同一区域，因而加入同一个区域社区。而且，ISP A和ISP B之间有连接，他们可以通过R2A和R2D交换路由信息。因此，多址AS可以提供多家乡服务。
　　多址AS的多家乡信息在区域中传输到ISP的过程如下。首先，多址AS的BGP路由器定义区域值(REGION_VALUE)字段，保存这个区域的区域社区的属性以标示这个区域，当传播特定路由信息时，创建路由信息。接收信息的R2B和R2E检查区域社区是否相同。如果相同，反映特定的路由信息到路由表中，否则丢弃。
　　因而，R2B和R2E反映接收到的信息到它们的路由表中。这是因为当多址AS的特定路由信息被创建时，R2B和R2E位于相同的区域。R2A和R2D以类似机制工作，也可以获得多家乡服务的路由信息。
　　而且，R2A和R2D在同一个区域社区，尽管他们属于不同的ISP。因此，他们在同一区域有连接，可以交换详细路由信息。通过这个过程，不但多家乡服务可行，也会创建多址AS的备份路径。
　　如果数据的目的地是ISP A分配的地址块，它的路径是R2D->R2E->Cus。如果发生故障，报告给这个区域内的BGP路由器。因此，故障后，数据通过R2D->R2A->R2B->Cus传输。

　　4.1.2 同一区域中，不同ISP之间无连接
　　前一节表明，同一区域中，不同ISP之间存在连接，则多家乡技术服务可行。然而，如果ISP之间没有连接，则不能服务备份路径。因为我们的机制只发送特定路由信息给区域社区内的BGP路由器，因而如果ISP之间无连接，不可能交换特定路由信息。迄今为止，该机制使用隧道技术解决这个问题。
　　要应用隧道机制，我们使用可达的外部区域社区。外部区域社区不要求区域社区的新值，仅需一个不同的路由策略施加到REGION属性上。表示属于这个外部区域社区的BGP路由器不需要反映路由信息到他们自己的路由表中，传给外部区域。结果，同一区域中，没有连接的不同ISP之间也可以交换路由信息。
　　因此，由于区域社区和外部区域社区的加入，发生了下面的情形。
　　(1)如果区域社区相同：将接收到的路由信息反映到路由表中。
　　(2)如果外部区域社区相同，即使区域社区不同：传走接收到的路由信息。
　　(3)如果区域社区和外部区域社区都不同，：丢弃接收到的路由信息。
　　图9演示同一区域不同ISP之间无连接的例子。需要使用隧道技术交换特定路由信息实施多家乡技术。隧道需要两个端点的信息。同时，定义区域(REGION)属性中的区域下一跳(REGION_NEXT_HOP)字段，表明处理封装和解封装的目标。而且，使外部区域社区构造路由，传送区域下一跳。图9中，加入外部区域社区的路由器是R2A，R1G，R1H，R2D。
　　当传送特定路由信息时，R2A保存接口信息，尤其是区域下一跳字段的用于挖掘隧道的详细IP信息。因此，这个信息通过加入外部区域社区的BGP路由器发送给R2D。R1G从R2A接收特定路由信息，在第一处检查区域社区是否相同。如果不相同，检查外部区域社区。图9中，即使R2A与R1G的内部区域社区不相同，他们加入了相同的外部区域社区。因此，他们可以传送特定路由信息，信息通过同样的方法发送到R2D。因为R2D和R2A都属于同一个内部区域社区。R2D反映特定路由信息到它自己的路由表中。

　　5．未来研究的问题与展望

　　因特网上有越来越多的AS域采用多家乡结构,而且数量在不断增加。随着下一代高可信互联网的建立和发展,多家乡技术必将成为网络的重要服务方式。 （科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布）
　　如何利用多家乡技术提高网络服务质量,是摆在我们面前亟需解决的一个问题。因此，未来要执行更多的测量研究，以调查多家乡技术的性能提升。同时，应提出有效的路由优化系统以在BGP多家乡技术中实现负载均衡。也必须解决BGP多家乡的非聚合问题。