專利名稱：采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及相關(guān)拓?fù)涞闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及相關(guān)的IP級拓 撲和路由器級拓?fù)洹?br> 背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的測量網(wǎng)際協(xié)議IP連接和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒ㄖ饕遣捎胻raceroute機(jī)制的測量 方法，首先，從測量源點(diǎn)S向某個測量目標(biāo)D發(fā)出TTL = 1的探測報(bào)文，收到返回的ICMP超 時(shí)報(bào)文，或者等待預(yù)先給定的時(shí)間、(例如5秒)后，再發(fā)出TTL = 2的報(bào)文，依此類推，直 到收到探測目標(biāo)返回的表明到達(dá)目標(biāo)的報(bào)文，或者TTL增長到預(yù)先給定閾值(例如30)。這 時(shí)針對測量目標(biāo)D的路徑探測過程結(jié)束。根據(jù)依次返回的報(bào)文中所包含的源IP地址，從而 得到從測量源點(diǎn)S到測量目標(biāo)D的IP連接和拓?fù)渎窂?，然后可以根?jù)圖論理論構(gòu)造IP即拓 撲或路由器級拓?fù)?。傳統(tǒng)上，單純采用traceroute機(jī)制探測時(shí)，容易被檢測出測量路徑的 行為或多點(diǎn)測量時(shí)被認(rèn)為是拒絕服務(wù)攻擊行為而被過濾，同時(shí)，該機(jī)制受路由器報(bào)文級per packet負(fù)載平衡影響，從而破壞了路徑和拓?fù)錅y量的完整性和準(zhǔn)確性。網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP主要是用于多播組管理的協(xié)議，它可以與距離向量多播路 由協(xié)議DVMRP以及協(xié)議獨(dú)立多播PIM路由協(xié)議相互作用，專門定義了在網(wǎng)際協(xié)議IP數(shù)據(jù)報(bào) 中封裝IGMP鄰居詢問和鄰居應(yīng)答報(bào)文的類型和代碼，主要是用來對多播骨干網(wǎng)Mbone進(jìn)行 檢測和調(diào)試。本發(fā)明將該功能應(yīng)用于網(wǎng)際層連接和拓?fù)涞臏y量，并將其與traceroute機(jī)制 測量方法相結(jié)合，提高IP連接和拓?fù)錅y量的完整性和準(zhǔn)確性。此外，現(xiàn)有基于traceroute機(jī)制測量方法在生成路由器級拓?fù)鋱D時(shí)，主要是基于 UDP報(bào)文進(jìn)行別名探測，或者結(jié)合IP報(bào)文標(biāo)識符IP_ID以及測量路徑進(jìn)行分析的方法，得到 的別名信息不完全或不準(zhǔn)確，從而影響網(wǎng)際層路由器級拓?fù)鋱D的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及相關(guān) 拓?fù)?。這種測量方法發(fā)送具有特定類型和代碼的網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居詢問報(bào)文作為 探測報(bào)文時(shí)，不受路由器流量負(fù)載平衡機(jī)制的影響，以及將其與traceroute機(jī)制測量方法 相結(jié)合，提高網(wǎng)際層連接和拓?fù)錅y量的完全性和準(zhǔn)確性。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，所述的測量方法包括以下步驟步驟1，確定一個以一組網(wǎng)際協(xié)議IP地址塊表示的測量范圍IP_blocks ；步驟2，在所確定的測量范圍內(nèi)，選取一組路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地址作為測 量目標(biāo)地址集合Set_of_dest ；步驟3，測量目標(biāo)地址集合Set_0f_dest為空集時(shí)，停止探測；測量目標(biāo)地址集合 Set_of_dest不為空集時(shí)，針對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的一個IP地址D，填充 封裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP探測報(bào)文，然后發(fā)出該探測報(bào)文；步驟4，在給定時(shí)間內(nèi)收到響應(yīng)報(bào)文，根據(jù)響應(yīng)報(bào)文類型實(shí)施對響應(yīng)報(bào)文的處理； 在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文，則實(shí)施等待時(shí)間超時(shí)處理。所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，所述的確定一個以一組網(wǎng) 際協(xié)議IP地址塊表示的測量范圍IP_blockS，是指所確定的測量范圍IP_blocks是以一組 網(wǎng)際協(xié)議IP地址塊IP_blocks表示的一個物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域或是一個邏輯網(wǎng)絡(luò)區(qū)域；每個地址 塊以網(wǎng)絡(luò)前綴形式，或IP地址范圍形式表示。所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，所述的在所確定的測量范 圍內(nèi)，選取一組路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地址作為測量目標(biāo)地址集合Set_0f_dest，是指 測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt或者是通過選取一組已知的路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地 址所組成；或者是通過先選取一組IP地址作為目標(biāo)地址，然后采用traceroute機(jī)制的IP 路徑測量方法對選取的這些目標(biāo)地址進(jìn)行測量得到一組IP路徑，再從這些IP路徑中選取 部分或全部中間跳、且中間跳在測量范圍IP_blocks內(nèi)的全局IP地址，組成測量目標(biāo)地址 集合Set_of_dest ；進(jìn)行周期性測量時(shí)，采用前一輪測量得到的路由器接口的IP地址構(gòu)成 下一輪的測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt。所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，所述的針對測量目標(biāo)地址 集合Set_of_dest中的一個IP地址D，填充封裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào)文的 網(wǎng)際協(xié)議IP探測報(bào)文，然后發(fā)出該探測報(bào)文，是指在填充封裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請 求類型報(bào)文時(shí)，網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP報(bào)文的類型Type字段填寫為十進(jìn)制19，表明是與距 離向量多播路由協(xié)議DVMRP以及協(xié)議獨(dú)立多播PIM路由協(xié)議相互作用；緊隨其后的一個字 節(jié)Octet代碼Code字段填寫為5或3，表明是鄰居詢問Ask Neighbors類型報(bào)文；封裝該 IGMP報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP報(bào)文首部中的協(xié)議號Protocol字段填寫為2，表明封裝的是網(wǎng)際 組管理協(xié)議IGMP報(bào)文；生存時(shí)間TTL字段填寫為一個大于1的正整數(shù)；其它字段按照協(xié)議 規(guī)定填寫。所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，所述的在給定時(shí)間內(nèi)收到 響應(yīng)報(bào)文則根據(jù)響應(yīng)報(bào)文類型實(shí)施對響應(yīng)報(bào)文的處理是，測量目標(biāo)地址所在的路由器稱為 目標(biāo)路由器a該響應(yīng)報(bào)文是網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居應(yīng)答Neighbors類型報(bào)文，包含有目標(biāo) 路由器接口地址及其鄰居地址，則從響應(yīng)報(bào)文中根據(jù)每個本地地址Local Addr及其后的 鄰居地址Neighbors，構(gòu)成一組IP連接，統(tǒng)稱為IGMP_IP連接，并將該響應(yīng)報(bào)文中全部全局 global地址的本地地址Local Addr構(gòu)成一個別名alias集合，將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量 目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt刪除，將該響應(yīng)報(bào)文中每個在所確定的測量范圍IP_blocks內(nèi) 的、同時(shí)是全局IP地址的鄰居地址Neighbors添加到測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt，以便 進(jìn)行遞歸測量，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一 個目標(biāo)地址繼續(xù)探測；b該響應(yīng)報(bào)文是ICMP不可達(dá)類型報(bào)文，或者是其它不包含目標(biāo)路由器接口地址及 其鄰居地址的報(bào)文，則將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt刪除，然后 轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探 測。
所述的在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文則實(shí)施等待時(shí)間超時(shí)處理是針對同一目 標(biāo)地址D的探測次數(shù)不超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)，則轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對該 目標(biāo)地址D繼續(xù)探測；針對同一目標(biāo)地址D的探測次數(shù)超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)， 將該目標(biāo)地址D從測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對 測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測。一種所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法的IP級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?據(jù)測量得到的網(wǎng)際協(xié)議IP連接構(gòu)造網(wǎng)際協(xié)議IP級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，將IP地址作為結(jié)點(diǎn)，將 IP連接作為邊；采用了 traceroute機(jī)制的IP路徑測量方法測量得到一組IP路徑時(shí)，則 在IP路徑中相鄰兩跳的全局IP地址構(gòu)成一個IP連接，統(tǒng)稱為traCeroute_IP連接；在 構(gòu)造IP級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D時(shí)，采用IGMP報(bào)文測量得到的IGMP_IP連接不是隧道tunnel類型 或源路由Source Route類型連接時(shí)，則優(yōu)先選擇IGMP_IP連接為邊；采用IGMP報(bào)文測量 得到的IGMP_IP連接是隧道tunnel類型或源路由Source Route類型連接時(shí)，則優(yōu)先選擇 traceroute_IP連接為邊；沒有采用traeeroute機(jī)制測量方法時(shí)，則以IGMP_IP連接為邊。一種所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法的路由器級拓?fù)洌瑯?gòu)造 路由器級拓?fù)鋱D時(shí)，根據(jù)測量得到的網(wǎng)際協(xié)議IP連接以及權(quán)利要求1的步驟4處理過程中 得到的別名alias集合，從每個別名alias集合中選取一個IP地址代表該路由器結(jié)點(diǎn)，將 相應(yīng)的IP連接作為邊構(gòu)造路由器級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。本發(fā)明有益效果1、本發(fā)明的方法不同于已有的基于traeeroute機(jī)制測量網(wǎng)際層連接和拓?fù)涞姆?法，而是一種通過構(gòu)造和發(fā)送封裝IGMP鄰居詢問報(bào)文的IP報(bào)文進(jìn)行網(wǎng)際層連接和拓?fù)錅y 量的方法，即，將原本用于對多播骨干網(wǎng)Mbone進(jìn)行檢測和調(diào)試、可以與距離向量多播路由 協(xié)議DVMRP以及協(xié)議獨(dú)立多播PIM路由協(xié)議相互作用的IGMP鄰居詢問報(bào)文，應(yīng)用于網(wǎng)際層 拓?fù)錅y量，一方面顯著降低了所需探測報(bào)文的數(shù)量，從而顯著減少了對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用，同 時(shí)不會被識別為攻擊行為；另一方面，對IGMP鄰居詢問探測報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)的IGMP鄰居應(yīng)答 報(bào)文中包含有詳盡的目標(biāo)路由器接口的IP連接信息，能夠顯著提高相應(yīng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錅y 量的完全性；同時(shí)，本方法進(jìn)一步擴(kuò)展了網(wǎng)際層拓?fù)錅y量方法的測量空間。這些特征保證了 本方法具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性，具體實(shí)施方式
也表明本方法切實(shí)可行。2、本發(fā)明的方法不同于單純采用基于traeeroute機(jī)制測量網(wǎng)際層連接和拓?fù)?的方法，而是一種可以與traeeroute機(jī)制測量相結(jié)合的測量方法，在確定測量范圍IP_ blocks之后，先選取一組IP地址作為目標(biāo)地址，然后采用traeeroute機(jī)制的IP路徑測量 方法對選取的這些目標(biāo)地址進(jìn)行測量得到一組IP路徑，再從這些IP路徑中選取部分或全 部中間跳、且中間跳在測量范圍IP_blocks內(nèi)的全局IP地址，組成測量目標(biāo)地址集合Set_ 0f_dest，從而避免因初始測量目標(biāo)地址集合組成不當(dāng)而影響測量過程的有效進(jìn)行和測量 效果。這些特征保證了本方法具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性，具體實(shí)施方式
也表明本方法切 實(shí)可行。3、本發(fā)明的方法一方面發(fā)送具有特定類型和代碼的網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居詢 問報(bào)文作為探測報(bào)文時(shí)，不受路由器報(bào)文級per packet負(fù)載平衡機(jī)制的影響，這是目前 traeeroute機(jī)制測量方法所不具有的特點(diǎn)；另一方面，與traeeroute機(jī)制測量方法相結(jié)合 構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D時(shí)，當(dāng)采用IGMP報(bào)文測量得到的IP連接不是隧道tunnel類型或源路由Source Route類型連接時(shí)，則優(yōu)先選擇IGMP報(bào)文測量得到的IP連接為邊。上述方法是與 traceroute機(jī)制測量方法相結(jié)合時(shí)的一種處理方法，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錅y量的準(zhǔn)確性和 完全性。這些特征保證了本方法具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性，具體實(shí)施方式
也表明本方法 切實(shí)可行。4、本發(fā)明的方法在獲得的相應(yīng)IGMP鄰居應(yīng)答報(bào)文中包含有詳盡的目標(biāo)路由器 接口的IP連接信息，因此能夠得到相應(yīng)目標(biāo)路由器的接口及IP地址情況，由此構(gòu)成別名 alias集合，顯著提高了相應(yīng)別名alias信息的完全性和準(zhǔn)確性，有效提高別名解析程度， 從而提高路由器級拓?fù)錅y量的準(zhǔn)確性。這些特征保證了本方法具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用 性，具體實(shí)施方式
也表明本方法切實(shí)可行。5、本發(fā)明的方法首先確定一個以一組網(wǎng)際協(xié)議IP地址塊表示的測量范圍IP_ blocks，使后續(xù)測量過程反映的是該測量范圍內(nèi)的網(wǎng)際層連接和拓?fù)洌苊庖虿淮_定測量 范圍而選取目標(biāo)地址進(jìn)行測量時(shí)得到的網(wǎng)際層連接和拓?fù)洳痪哂写硇?。這些特征保證了 本方法具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性，具體實(shí)施方式
也表明本方法切實(shí)可行。本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及相關(guān)拓?fù)?，確定一個因特網(wǎng) 服務(wù)供應(yīng)商ISP的網(wǎng)絡(luò)為測量范圍IP_blocks，以網(wǎng)絡(luò)前綴形式或IP地址范圍形式表示該 ISP所擁有的每個IP地址塊從該測量范圍IP_blocks的每個樁stub網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)選取一 組目標(biāo)地址，然后采用traceroute機(jī)制的IP路徑測量方法對選取的這些目標(biāo)地址進(jìn)行測 量得到一組IP路徑，再從這些IP路徑中選取部分或全部中間跳、且中間跳在測量范圍IP_ blocks內(nèi)的全局IP地址，組成測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest ；周期性測量時(shí)，采用前一輪 測量得到的路由器接口的IP地址構(gòu)成下一輪的測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt ；如果測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt為空集，則停止探測；否則，針對測量目標(biāo)地 址集合Set_of_dest中的一個IP地址D，填充封裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào) 文的網(wǎng)際協(xié)議IP探測報(bào)文，網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP報(bào)文的類型Type字段填寫為十進(jìn)制19， 表明是與距離向量多播路由協(xié)議DVMRP以及協(xié)議獨(dú)立多播PIM路由協(xié)議相互作用；緊隨其 后的一個字節(jié)Octet代碼Code字段填寫為5或3，表明是鄰居詢問Ask Neighbors類型報(bào) 文；次版本Minor Version字段填寫為255 ；主版本Major Version字段填寫為3 ；封裝該 IGMP報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP報(bào)文首部中的協(xié)議號Protocol字段填寫為2，表明封裝的是網(wǎng)際 組管理協(xié)議IGMP報(bào)文；網(wǎng)際協(xié)議IP報(bào)文首部中的服務(wù)類型ToS字段填寫為192 ；生存時(shí)間 TTL字段填寫為一個大于1的正整數(shù)；其它字段按照協(xié)議規(guī)定填寫；然后發(fā)出該探測報(bào)文；在給定時(shí)間內(nèi)如果收到響應(yīng)報(bào)文是網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居應(yīng)答Neighbors 類型報(bào)文，包含有目標(biāo)路由器接口地址及其鄰居地址，則從響應(yīng)報(bào)文中根據(jù)每個本地地址 Local Addr及其后的鄰居地址Neighbors，構(gòu)成一組IP連接，統(tǒng)稱為IGMP_IP連接，并將該 響應(yīng)報(bào)文中全部全局global地址的本地地址Local Addr構(gòu)成一個別名alias集合，將有 響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt刪除，將該響應(yīng)報(bào)文中每個在所確定的 測量范圍IP_blocks內(nèi)的、同時(shí)是全局IP地址的鄰居地址Neighbors添加到測量目標(biāo)地址 集合Set_of_dest，以便進(jìn)行遞歸測量，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合 Set_of_dest中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測；
在給定時(shí)間內(nèi)如果收到響應(yīng)報(bào)文是ICMP不可達(dá)類型報(bào)文，或者是其它不包含目 標(biāo)路由器接口地址及其鄰居地址的報(bào)文，則將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地址集合Set_ of_dest刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個 目標(biāo)地址繼續(xù)探測；在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文，如果針對同一目標(biāo)地址D的探測次數(shù)不超過預(yù) 先給定的正整數(shù)閾值Kt，例如Kt = 2，則轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對該目標(biāo)地址D繼續(xù)探 測；如果針對同一目標(biāo)地址D的探測次數(shù)超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt，將該目標(biāo)地址D 從測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集 合Set_of_dest中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測；
構(gòu)造網(wǎng)際協(xié)議IP級拓?fù)鋱D，根據(jù)測量得到的網(wǎng)際協(xié)議IP連接，將IP地址作為結(jié) 點(diǎn)，將IP連接作為邊；若采用了 traceroute機(jī)制的IP路徑測量方法測量得到一組IP路徑， 則如果采用IGMP報(bào)文測量得到的IP連接不是隧道tunnel類型或源路由Source Route類 型連接，則優(yōu)先選擇IGMP_IP連接為邊；如果采用IGMP報(bào)文測量得到的IP連接是tunnel 類型或Source Route類型連接，則優(yōu)先選擇traceroute機(jī)制得到的IP連接為邊；沒有采 用traceroute機(jī)制測量方法時(shí)，則以IGMP_IP連接為邊；如果構(gòu)造路由器級拓?fù)鋱D，則根據(jù)測量得到的網(wǎng)際協(xié)議IP連接以及對IGMP鄰居 應(yīng)答報(bào)文處理過程中得到的別名alias集合，從每個別名alias集合中選取一個IP地址代 表該路由器結(jié)點(diǎn)，將相應(yīng)的IP連接作為邊構(gòu)造路由器級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。實(shí)施例2 —種采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及其拓?fù)?，確定一個自治系統(tǒng) AS網(wǎng)絡(luò)為測量范圍IP_blocks，以網(wǎng)絡(luò)前綴形式或IP地址范圍形式表示該自治系統(tǒng)內(nèi)的每 個IP地址塊從該測量范圍IP_blocks的每個樁stub網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)選取一組目標(biāo)地址，然后 采用traceroute機(jī)制的IP路徑測量方法對選取的這些目標(biāo)地址進(jìn)行測量得到一組IP路 徑，再從這些IP路徑中選取部分或全部中間跳、且中間跳在測量范圍IP_blocks內(nèi)的全局 IP地址，組成測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt ；周期性測量時(shí)，還可以采用前一輪測量得到 的路由器接口的IP地址構(gòu)成下一輪的測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest ；其它步驟與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3 一種采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及其拓?fù)?，確定因特網(wǎng)為測量 范圍IP_blocks，以IP地址范圍形式或網(wǎng)絡(luò)前綴形式表示從該測量范圍IP_blocks中選 取一組路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地址作為測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest ；周期性測量 時(shí)，采用前一輪測量得到的路由器接口的IP地址構(gòu)成下一輪的測量目標(biāo)地址集合Set_of_ dest ；其它步驟與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4 一種采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及其拓?fù)洌_定一個城市內(nèi)的 網(wǎng)絡(luò)為測量范圍IP_blocks，以網(wǎng)絡(luò)前綴形式或IP地址范圍形式表示該城市內(nèi)的每個IP地 址塊從該測量范圍IP_blocks中選取一組路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地址作為測量目標(biāo)地 址集合Set_of_dest ；周期性測量時(shí)，采用前一輪測量得到的路由器接口的IP地址構(gòu)成下一輪的測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt ；
其它步驟與實(shí)施例1相 同。
權(quán)利要求
一種采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，其特征是所述的測量方法包括以下步驟步驟1，確定一個以一組網(wǎng)際協(xié)議IP地址塊表示的測量范圍IP_blocks；步驟2，在所確定的測量范圍內(nèi)，選取一組路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地址作為測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest；步驟3，測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest為空集時(shí)，停止探測；測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest不為空集時(shí)，針對測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest中的一個IP地址D，填充封裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP探測報(bào)文，然后發(fā)出該探測報(bào)文；步驟4，在給定時(shí)間內(nèi)收到響應(yīng)報(bào)文，根據(jù)響應(yīng)報(bào)文類型實(shí)施對響應(yīng)報(bào)文的處理；在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文，則實(shí)施等待時(shí)間超時(shí)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，其特征是 所述的確定一個以一組網(wǎng)際協(xié)議IP地址塊表示的測量范圍IP_blocks，是指所確定的測量 范圍IP_blocks是以一組網(wǎng)際協(xié)議IP地址塊IP_blocks表示的一個物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域或是一 個邏輯網(wǎng)絡(luò)區(qū)域；每個地址塊以網(wǎng)絡(luò)前綴形式，或IP地址范圍形式表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，其特征 是所述的在所確定的測量范圍內(nèi)，選取一組路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地址作為測量目標(biāo) 地址集合Set_0f_deSt，是指測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt或者是通過選取一組已知的 路由器接口的網(wǎng)際協(xié)議IP地址所組成；或者是通過先選取一組IP地址作為目標(biāo)地址，然后 采用traceroute機(jī)制的IP路徑測量方法對選取的這些目標(biāo)地址進(jìn)行測量得到一組IP路 徑，再從這些IP路徑中選取部分或全部中間跳、且中間跳在測量范圍IP_blocks內(nèi)的全局 IP地址，組成測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt ；進(jìn)行周期性測量時(shí)，采用前一輪測量得到的 路由器接口的IP地址構(gòu)成下一輪的測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，其特征 是所述的針對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的一個IP地址D，填充封裝網(wǎng)際組管理 協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP探測報(bào)文，然后發(fā)出該探測報(bào)文，是指在填充封 裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào)文時(shí)，網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP報(bào)文的類型Type字段 填寫為十進(jìn)制19，表明是與距離向量多播路由協(xié)議DVMRP以及協(xié)議獨(dú)立多播PIM路由協(xié)議 相互作用；緊隨其后的一個字節(jié)Octet代碼Code字段填寫為5或3，表明是鄰居詢問Ask Neighbors類型報(bào)文；封裝該IGMP報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP報(bào)文首部中的協(xié)議號Protocol字段 填寫為2，表明封裝的是網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP報(bào)文；生存時(shí)間TTL字段填寫為一個大于1的 正整數(shù)；其它字段按照協(xié)議規(guī)定填寫。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，其特征是 所述的針對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的一個IP地址D，填充封裝網(wǎng)際組管理協(xié) 議IGMP鄰居請求類型報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP探測報(bào)文，然后發(fā)出該探測報(bào)文，是指在填充封 裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào)文時(shí)，網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP報(bào)文的類型Type字 段填寫為十進(jìn)制19，表明是與距離向量多播路由協(xié)議DVMRP以及協(xié)議獨(dú)立多播PIM路由 協(xié)議相互作用；緊隨其后的一個字節(jié)Octet代碼Code字段填寫為5或3，表明是鄰居詢問 AskNeighbors類型報(bào)文；封裝該IGMP報(bào)文的網(wǎng)際協(xié)議IP報(bào)文首部中的協(xié)議號Protocol字 段填寫為2，表明封裝的是網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP報(bào)文；生存時(shí)間TTL字段填寫為一個大于1的正整數(shù)；其它字段按照協(xié)議規(guī)定填寫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法， 其特征是所述的在給定時(shí)間內(nèi)收到響應(yīng)報(bào)文則根據(jù)響應(yīng)報(bào)文類型實(shí)施對響應(yīng)報(bào)文的處理 是，測量目標(biāo)地址所在的路由器稱為目標(biāo)路由器a該響應(yīng)報(bào)文是網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居應(yīng)答Neighbors類型報(bào)文，包含有目標(biāo)路由 器接口地址及其鄰居地址，則從響應(yīng)報(bào)文中根據(jù)每個本地地址LocalAddr及其后的鄰居地 址Neighbors，構(gòu)成一組IP連接，統(tǒng)稱為IGMP_IP連接，并將該響應(yīng)報(bào)文中全部全局global 地址的本地地址Local Addr構(gòu)成一個別名alias集合，將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地 址集合Set_0f_deSt刪除，將該響應(yīng)報(bào)文中每個在所確定的測量范圍IP_blocks內(nèi)的、同時(shí) 是全局IP地址的鄰居地址Neighbors添加到測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt，以便進(jìn)行遞 歸測量，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo) 地址繼續(xù)探測；b該響應(yīng)報(bào)文是ICMP不可達(dá)類型報(bào)文，或者是其它不包含目標(biāo)路由器接口地址及其鄰 居地址的報(bào)文，則將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán) 利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測。所述的在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文則實(shí)施等待時(shí)間超時(shí)處理是針對同一目標(biāo)地 址D的探測次數(shù)不超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)，則轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對該目標(biāo) 地址D繼續(xù)探測；針對同一目標(biāo)地址D的探測次數(shù)超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)，將該 目標(biāo)地址D從測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量 目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，其特征是 所述的在給定時(shí)間內(nèi)收到響應(yīng)報(bào)文則根據(jù)響應(yīng)報(bào)文類型實(shí)施對響應(yīng)報(bào)文的處理是，測量目 標(biāo)地址所在的路由器稱為目標(biāo)路由器a該響應(yīng)報(bào)文是網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居應(yīng)答Neighbors類型報(bào)文，包含有目標(biāo)路由 器接口地址及其鄰居地址，則從響應(yīng)報(bào)文中根據(jù)每個本地地址Local Addr及其后的鄰居地 址Neighbors，構(gòu)成一組IP連接，統(tǒng)稱為IGMP_IP連接，并將該響應(yīng)報(bào)文中全部全局global 地址的本地地址Local Addr構(gòu)成一個別名alias集合，將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地 址集合Set_0f_deSt刪除，將該響應(yīng)報(bào)文中每個在所確定的測量范圍IP_blocks內(nèi)的、同時(shí) 是全局IP地址的鄰居地址Neighbors添加到測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt，以便進(jìn)行遞 歸測量，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo) 地址繼續(xù)探測；b該響應(yīng)報(bào)文是ICMP不可達(dá)類型報(bào)文，或者是其它不包含目標(biāo)路由器接口地址及其鄰 居地址的報(bào)文，則將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán) 利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測。所述的在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文則實(shí)施等待時(shí)間超時(shí)處理是針對同一目標(biāo)地 址D的探測次數(shù)不超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)，則轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對該目標(biāo) 地址D繼續(xù)探測；針對同一目標(biāo)地址D的探測次數(shù)超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)，將該 目標(biāo)地址D從測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量 目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法，其特征是 所述的在給定時(shí)間內(nèi)收到響應(yīng)報(bào)文則根據(jù)響應(yīng)報(bào)文類型實(shí)施對響應(yīng)報(bào)文的處理是，測量目 標(biāo)地址所在的路由器稱為目標(biāo)路由器a該響應(yīng)報(bào)文是網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居應(yīng)答Neighbors類型報(bào)文，包含有目標(biāo)路由 器接口地址及其鄰居地址，則從響應(yīng)報(bào)文中根據(jù)每個本地地址LocalAddr及其后的鄰居地 址Neighbors，構(gòu)成一組IP連接，統(tǒng)稱為IGMP_IP連接，并將該響應(yīng)報(bào)文中全部全局global 地址的本地地址Local Addr構(gòu)成一個別名alias集合，將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地 址集合Set_0f_deSt刪除，將該響應(yīng)報(bào)文中每個在所確定的測量范圍IP_blocks內(nèi)的、同時(shí) 是全局IP地址的鄰居地址Neighbors添加到測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt，以便進(jìn)行遞 歸測量，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo) 地址繼續(xù)探測；b該響應(yīng)報(bào)文是ICMP不可達(dá)類型報(bào)文，或者是其它不包含目標(biāo)路由器接口地址及其鄰 居地址的報(bào)文，則將有響應(yīng)的目標(biāo)地址從測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán) 利要求1中的步驟3對測量目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測。所述的在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文則實(shí)施等待時(shí)間超時(shí)處理是針對同一目標(biāo)地 址D的探測次數(shù)不超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)，則轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對該目標(biāo) 地址D繼續(xù)探測；針對同一目標(biāo)地址D的探測次數(shù)超過預(yù)先給定的正整數(shù)閾值Kt時(shí)，將該 目標(biāo)地址D從測量目標(biāo)地址集合Set_of_dest刪除，然后轉(zhuǎn)權(quán)利要求1中的步驟3對測量 目標(biāo)地址集合Set_0f_deSt中的另一個目標(biāo)地址繼續(xù)探測。
9.一種所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法的IP級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其?征是根據(jù)測量得到的網(wǎng)際協(xié)議IP連接構(gòu)造網(wǎng)際協(xié)議IP級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，將IP地址作為結(jié) 點(diǎn)，將IP連接作為邊；采用了 traceroute機(jī)制的IP路徑測量方法測量得到一組IP路徑 時(shí)，則在IP路徑中相鄰兩跳的全局IP地址構(gòu)成一個IP連接，統(tǒng)稱為tracerouteJP連接； 在構(gòu)造IP級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D時(shí)，采用IGMP報(bào)文測量得到的IGMP_IP連接不是隧道tunnel類型 或源路由Source Route類型連接時(shí)，則優(yōu)先選擇IGMP_IP連接為邊；采用IGMP報(bào)文測量 得到的IGMP_IP連接是隧道tunnel類型或源路由Source Route類型連接時(shí)，則優(yōu)先選擇 traceroute_IP連接為邊；沒有采用traceroute機(jī)制測量方法時(shí)，則以IGMP_IP連接為邊。
10.一種所述的采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法的路由器級拓?fù)?，其?征是構(gòu)造路由器級拓?fù)鋱D時(shí)，根據(jù)測量得到的網(wǎng)際協(xié)議IP連接以及權(quán)利要求1的步驟4 處理過程中得到的別名alias集合，從每個別名alias集合中選取一個IP地址代表該路由 器結(jié)點(diǎn)，將相應(yīng)的IP連接作為邊構(gòu)造路由器級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
全文摘要
采用網(wǎng)際組管理協(xié)議報(bào)文的網(wǎng)際層連接測量法及相關(guān)拓?fù)洌延屑夹g(shù)的探測報(bào)文易被識別為攻擊行為而被過濾，破壞了拓?fù)錅y量的完整性。本發(fā)明的方法包括確定一個以一組網(wǎng)際協(xié)議IP地址塊表示的測量范圍，并從該測量范圍內(nèi)選取一組路由器接口的IP地址作為測量目標(biāo)地址集合；針對目標(biāo)地址集合中每個IP地址，填充封裝網(wǎng)際組管理協(xié)議IGMP鄰居請求類型報(bào)文的IP探測報(bào)文，然后發(fā)出該探測報(bào)文；在給定時(shí)間內(nèi)收到響應(yīng)報(bào)文，則根據(jù)響應(yīng)報(bào)文類型實(shí)施對響應(yīng)報(bào)文的處理；在給定時(shí)間內(nèi)沒有收到響應(yīng)報(bào)文，則實(shí)施等待時(shí)間超時(shí)處理；根據(jù)測量得到的IP連接以及別名信息，可構(gòu)造IP級或路由器級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。本發(fā)明用于IP網(wǎng)絡(luò)中抗過濾的測量方法。
文檔編號H04L12/26GK101834754SQ201010137370
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者任健, 姜譽(yù), 方濱興 申請人:黑龍江大學(xué)