CN105049345B - 一种bgp路由流量数据融合的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种BGP路由流量数据融合的方法及系统，涉及路由流量数据融合领域，该方法包括：分析并保存BGP报文信息中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中；分析并保存第五类LSA信息，并将所述第五类LSA信息的全部信息根据不同的链路状态ID信息保存在第五类LSA信息集合中；获取所述BGP路由的流信息，并根据所述BGP信息集合与所述第五类LSA信息集合中的信息，对所述流信息进行处理，分析出域流与流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个AS边界路由器，那么将所述AS边界路由器作为流量相对所述本AS的目的路由器。

Description

一种BGP路由流量数据融合的方法及系统

技术领域

本发明涉及路由流量数据融合领域，特别涉及一种BGP路由流量数据融合的方法及系统。

背景技术

BGP(Border Gateway Protocol,边界网关协议)是互联网上一个核心的去中心化自治路由协议。它通过维护IP路由表或‘前缀’表来实现自治系统(AS)之间的可达性，属于矢量路由协议。BGP不使用传统的内部网关协议(IGP)的指标，而使用基于路径、网络策略或规则集来决定路由。因此，它更适合被称为矢量性协议，而不是路由协议。BGP是运行于TCP上的一种自治系统的矢量性路由协议。BGP是唯一一个用来处理像因特网大小的网络的协议，也是唯一能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接的协议。

BGP系统的主要功能是和其他的BGP系统交换网络可达信息。网络可达信息包括列出的自治系统(AS)的信息。这些信息有效地构造了AS互联的拓朴图并由此清除了路由环路，同时在AS级别上可实施策略决策。同一个自治系统AS中的两个或多个对等实体之间运行的BGP被称为IBGP(Internal/Interior BGP)。归属不同的AS的对等实体之间运行的BGP称为EBGP(External/Exterior BGP)。在AS边界上与其他AS交换信息的路由器被称作边界路由器(border/edge router)。

多数互联网服务提供商(ISP)必须使用BGP来与其他ISP创建路由连接(尤其是当它们采取多宿主连接时)。因此，即使大多数互联网用户不直接使用它，但是与7号信令系统(SS7)相比，即通过PSTN的跨供应商核心响应设置协议，BGP仍然是互联网最重要的协议之一。特大型的私有IP网络也可以使用BGP。例如当需要将若干个大型的开放最短路径优先(OSPF)网络进行合并，而开放最短路径优先协议本身又无法提供这种可扩展性时。使用BGP的另一个原因是其能为多宿主的单个ISP(RFC 1998)或多个ISP网络提供更好的冗余网络。

网络中的流是通过Netflow上报获取的。思科公司的Netflow技术就是利用分析IP数据包的源IP地址、目标IP地址、源通信端口号、目标通信端口号、第三层协议类型、TOS字节(DSCP)和网络设备输入(或输出)的逻辑网络端口这七个属性，可以快速区分网络中传送的各种不同类型业务的数据流。对区分出的每个Netflow数据流可以进行单独跟踪和准确计量，记录其传送方向和目的地等流向特性，统计其起始和结束时间，服务类型，包含的数据包数量和字节数量等流量信息。对采集到的数据流流量和流向信息，Netflow可以定期输出原始记录，也可以对原始记录进行自动汇聚后输出统计结果。

数据融合技术，包括对各种信息源给出的有用信息的采集、传输、综合、过滤、相关及合成，以便辅助人们进行态势/环境判定、规划、探测、验证、诊断。这对及时准确地获取各种有用的信息，对情况和威胁及其重要程度进行适时的完整评价，是极其重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种BGP路由流量数据融合的方法及系统。

本发明提出一种BGP路由流量数据融合的方法，包括：

步骤1，分析并保存BGP报文信息中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中；分析并保存第五类LSA信息，并将所述第五类LSA信息的全部信息根据不同的链路状态ID信息保存在第五类LSA信息集合中；

步骤2，获取所述BGP路由的流信息，并根据所述BGP信息集合与所述第五类LSA信息集合中的信息，对所述流信息进行处理，分析出域流与流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个AS边界路由器，那么将所述AS边界路由器作为流量相对所述本AS的目的路由器。

所述的BGP路由流量数据融合的方法，所述流信息包括源IP，源掩码，目的IP与目的掩码。

所述的BGP路由流量数据融合的方法，所述步骤2还包括若所述BGP路由器不在所述本AS中，则根据所述流信息中路由器接口IP地址，根据所述流信息的源IP与源掩码获取源前缀，在所述第五类LSA信息集合中根据所述源前缀定位AS边界路由器，作为所述流信息在本AS中的源路由器，记录所述流量信息相对于本AS的源路由器id；

若所述目的路由器不在本AS中，根据目的IP与目的掩码获取目的前缀，然后所述目的前缀获取到对应的BGP报文，根据所述BGP报文内容确定转发所述流信息的AS边界路由器作为所述流信息相对本AS的目的路由器。

所述的BGP路由流量数据融合的方法，所述步骤2还包括当有多个AS边界路由器时，则运行BGP选路算法确定唯一AS边界路由器。

所述的所述的BGP路由流量数据融合的方法，获取所述BGP报文信息的步骤包括，通过信息采集探针，与AS边界路由器建立对等关系会话，获取所述BGP报文信息。

本发明还提出一种BGP路由流量数据融合的系统，包括：

报文采集模块，用于分析并保存BGP报文信息中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中；分析并保存第五类LSA信息，并将所述第五类LSA信息的全部信息根据不同的链路状态ID信息保存在第五类LSA信息集合中；

路由解析模块，用于获取所述BGP路由的流信息，并根据所述BGP信息集合与所述第五类LSA信息集合中的信息，对所述流信息进行处理，分析出域流与流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个AS边界路由器，那么将所述AS边界路由器作为流量相对所述本AS的目的路由器。

所述的BGP路由流量数据融合的系统，所述流信息包括含源IP，源掩码，目的IP与目的掩码。

所述的BGP路由流量数据融合的系统，所述路由解析模块还包括若所述BGP路由器不在所述本AS中，则根据所述流信息中路由器接口IP地址，根据所述流信息的源IP与源掩码获取源前缀，在所述第五类LSA信息集合中根据所述源前缀定位AS边界路由器，作为所述流信息在本AS中的源路由器，记录所述流量信息相对于本AS的源路由器id；

若所述目的路由器不在本AS中，根据目的IP与目的掩码获取目的前缀，然后所述目的前缀获取到对应的BGP报文，根据所述BGP报文内容确定转发所述流信息的AS边界路由器作为所述流信息相对本AS的目的路由器。

所述的BGP路由流量数据融合的系统，所述路由解析模块还包括当有多个AS边界路由器时，则运行BGP选路算法确定唯一AS边界路由器。

所述的所述的BGP路由流量数据融合的方法，还包括获取所述BGP报文信息模块，用于通过信息采集探针，与AS边界路由器建立对等关系会话，获取所述BGP报文信息。

由以上发明可知，本发明的优点在于：

在路由解析模块中，在收到流量采集模块发送来的流后，根据网络中拓扑分析，确定该条流是否属于域内流，如果不是，则能准确的获取到该流在本区域的边界路由器，迅速的与拓扑部分进行数据关联。

附图说明

图1为单条边界链路场景图；

图2为多条边界链路场景图；

图3为BGP网络部署方式图。

具体实施方式

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种BGP路由流量数据融合的方法及系统，该方法包括：

步骤1，分析并保存BGP报文信息(包括源IP，源掩码，目的IP与目的掩码)中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中；分析并保存第五类LSA信息，并将所述第五类LSA信息的全部信息根据不同的链路状态ID信息保存在第五类LSA信息集合中；

步骤2，获取所述BGP路由的流信息，并根据所述BGP信息集合与所述第五类LSA信息集合中的信息，对所述流信息进行处理，分析出域流与流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个AS边界路由器，那么将所述AS边界路由器作为流量相对所述本AS的目的路由器。

所述步骤2还包括若所述BGP路由器不在所述本AS中，则根据所述流信息中路由器接口IP地址，根据所述流信息的源IP与源掩码获取源前缀，在所述第五类LSA信息集合中根据所述源前缀定位AS边界路由器，作为所述流信息在本AS中的源路由器，记录所述流量信息相对于本AS的源路由器id；

若所述目的路由器不在本AS中，根据目的IP与目的掩码获取目的前缀，然后所述目的前缀获取到对应的BGP报文，根据所述BGP报文内容确定转发所述流信息的AS边界路由器作为所述流信息相对本AS的目的路由器。

所述步骤2还包括当有多个AS边界路由器时，则运行BGP选路算法确定唯一AS边界路由器。

获取所述BGP报文信息的步骤包括，通过信息采集探针，与AS边界路由器建立对等关系会话，获取所述BGP报文信息。

本发明系统，包括：

报文采集模块，用于分析并保存BGP报文信息(包括含源IP，源掩码，目的IP与目的掩码)中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中；分析并保存第五类LSA信息，并将所述第五类LSA信息的全部信息根据不同的链路状态ID信息保存在第五类LSA信息集合中；

路由解析模块，用于获取所述BGP路由的流信息，并根据所述BGP信息集合与所述第五类LSA信息集合中的信息，对所述流信息进行处理，分析出域流与流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个AS边界路由器，那么将所述AS边界路由器作为流量相对所述本AS的目的路由器。

所述路由解析模块还包括若所述BGP路由器不在所述本AS中，则根据所述流信息中路由器接口IP地址，根据所述流信息的源IP与源掩码获取源前缀，在所述第五类LSA信息集合中根据所述源前缀定位AS边界路由器，作为所述流信息在本AS中的源路由器，记录所述流量信息相对于本AS的源路由器id；

若所述目的路由器不在本AS中，根据目的IP与目的掩码获取目的前缀，然后所述目的前缀获取到对应的BGP报文，根据所述BGP报文内容确定转发所述流信息的AS边界路由器作为所述流信息相对本AS的目的路由器。

所述路由解析模块还包括当有多个AS边界路由器时，则运行BGP选路算法确定唯一AS边界路由器。

还包括获取所述BGP报文信息模块，用于通过信息采集探针，与AS边界路由器建立对等关系会话，获取所述BGP报文信息。

以下为本发明的一实施例，如下所示：

本发明的目的是针对BGP链路上，能够根据网络拓扑信息和采集到的流信息，进行数据关联，准确、实时的反映网络的拓扑和流量数据融合的结果。

BGP报文采集模块通过部署路由信息采集探针，与网络中的边界路由器建立对等关系会话，获取到BGP报文信息，即拓扑间的BGP路由信息。拓扑拼接模块会根据BGP路由信息，拼接出当前网络域间拓扑，然后发给路由解析模块。路由解析模块收到网络拓扑后解析网络拓扑，分两步进行处理。

第一步，分析BGP信息。分析并保存BGP Update报文信息中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中。

第二步，分析第五类LSA信息(ASExternalLSA)。分析并保存LSA中包含的全部信息，并将该ASExternalLSA信息根据不同的链路状态ID信息进行保存在ASExternalLSA集合中。

在分析完网络拓扑后，路由解析模块开始接收流量采集模块发送来的流(NETFLOWV9格式)，然后结合刚刚分析的拓扑数据进行处理。

以处理其中一条流为例，解析获取到这条流的信息中包含源IP，源掩码，目的IP和目的掩码。本专利主要分析的是OSPF域间的BGP，故不考虑源路由器和目的路由器均在本区域中的情况：

1.若源路由器不再本AS(AS：为OSPF网络中一个自治系统)中，根据Netflow流信息中ROUTER_IP(上报Netflow的路由器接口IP地址)，根据源IP和源掩码获取源前缀，在ASExternalLSA集合中由源前缀定位ASBR(AS边界路由器)，作为这条流量在本AS中的源路由器，记录这条流相对于本AS的源路由器id(流入本AS的“入口”ASBR的路由器id)；

2.若目的路由器不在本AS中，根据目的IP和目的掩码获取目的前缀，然后有目的前缀获取到对应的BGP报文。然后根据BGP报文内容确定转发这条流的ASBR作为该NETFLOW流相对本AS的目的路由器。

由于两个AS间可能存在一条或多条BPG信息。如果存在多条，就需要跟据协议来选择最佳路径。

在分析出域流和流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个ASBR(AS边界路由器)，那么将此ASBR作为流量相对本AS的目的路由器，如图1所示。

当有多个ASBR时，如图2所示，需要运行BGP选路算法唯一确定一个ASBR。BGP协议定义了13条规则来确定唯一边界路由器，结合BGP报文采集模块能够采集到的BGP报文所提供的内容。依次判断多条路由的如下属性：

1)Weight(Cisco专有属性越大越优先)

2)Local_Preference(越大越优先)

3)AS_PATH长度(越短越优先)

4)Origin类型(IGP>EGP>Incomplete)

5)MED属性(越小越优先)

6)邻居ASBR的router id(根据下一跳+边界链路信息分析得到，越小越优先)。

通过上述比较，可以唯一确定一条唯一的路由。

在多AS的OSPF网络中，如图3所示，由OSPF报文采集模块和BGP报文采集模块，采集网络中的报文，拓扑拼接模块根据采集到的报文，拼接出网络中的拓扑并发送给路由解析模块，路由解析模块解析拓扑分析出每个IP对应的路由器ID，在收到流量采集模块发送过来的跨区域流信息后，解析流信息并根据流的源IP，源掩码，目的IP，目的掩码定位到边界路由器，获取到该流在本区域的路径，达到数据融合的目的，由展示模块根据这一结果进行展示。

Claims (8)

1.一种BGP路由流量数据融合的方法，其特征在于，包括：

步骤1，分析并保存BGP报文信息中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中；分析并保存第五类LSA信息，并将所述第五类LSA信息的全部信息根据不同的链路状态ID信息保存在第五类LSA信息集合中；

步骤2，获取所述BGP路由的流信息，并根据所述BGP信息集合与所述第五类LSA信息集合中的信息，对所述流信息进行处理，分析出域流与流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个AS边界路由器，那么将所述AS边界路由器作为流量相对所述本AS的目的路由器；

其中所述步骤2还包括若所述BGP路由器不在所述本AS中，则根据所述流信息中路由器接口IP地址，根据所述流信息的源IP与源掩码获取源前缀，在所述第五类LSA信息集合中根据所述源前缀定位AS边界路由器，作为所述流信息在本AS中的源路由器，记录所述流量信息相对于本AS的源路由器id；

若所述目的路由器不在本AS中，根据目的IP与目的掩码获取目的前缀，然后所述目的前缀获取到对应的BGP报文，根据所述BGP报文内容确定转发所述流信息的AS边界路由器作为所述流信息相对本AS的目的路由器。

2.如权利要求1所述的BGP路由流量数据融合的方法，其特征在于，所述流信息包括源IP，源掩码，目的IP与目的掩码。

3.如权利要求1所述的BGP路由流量数据融合的方法，其特征在于，所述步骤2还包括当有多个AS边界路由器时，则运行BGP选路算法确定唯一AS边界路由器。

4.如权利要求1所述的BGP路由流量数据融合的方法，其特征在于，获取所述BGP报文信息的步骤包括，通过信息采集探针，与AS边界路由器建立对等关系会话，获取所述BGP报文信息。

5.一种BGP路由流量数据融合的系统，其特征在于，包括：

报文采集模块，用于分析并保存BGP报文信息中包含的必选信息及部分可选信息，并将BGP矢量性路由信息根据不同宣告网段保存在BGP信息集合中；分析并保存第五类LSA信息，并将所述第五类LSA信息的全部信息根据不同的链路状态ID信息保存在第五类LSA信息集合中；

路由解析模块，用于获取所述BGP路由的流信息，并根据所述BGP信息集合与所述第五类LSA信息集合中的信息，对所述流信息进行处理，分析出域流与流经本域流量时，如果本AS与下一跳AS只有一个AS边界路由器，那么将所述AS边界路由器作为流量相对所述本AS的目的路由器；

其中所述路由解析模块还包括若所述BGP路由器不在所述本AS中，则根据所述流信息中路由器接口IP地址，根据所述流信息的源IP与源掩码获取源前缀，在所述第五类LSA信息集合中根据所述源前缀定位AS边界路由器，作为所述流信息在本AS中的源路由器，记录所述流量信息相对于本AS的源路由器id；

若所述目的路由器不在本AS中，根据目的IP与目的掩码获取目的前缀，然后所述目的前缀获取到对应的BGP报文，根据所述BGP报文内容确定转发所述流信息的AS边界路由器作为所述流信息相对本AS的目的路由器。

6.如权利要求5所述的BGP路由流量数据融合的系统，其特征在于，所述流信息包括含源IP，源掩码，目的IP与目的掩码。

7.如权利要求5所述的BGP路由流量数据融合的系统，其特征在于，所述路由解析模块还包括当有多个AS边界路由器时，则运行BGP选路算法确定唯一AS边界路由器。

8.如权利要求5所述的BGP路由流量数据融合的方法，其特征在于，还包括获取所述BGP报文信息模块，用于通过信息采集探针，与AS边界路由器建立对等关系会话，获取所述BGP报文信息。