44、互联网路由环路的全球测量

互联网路由环路的全球测量

在当今互联网的复杂网络环境中，路由环路是一个影响网络性能和稳定性的重要问题。本文将详细介绍对互联网路由环路的研究，包括实验设计、扫描方法以及对路由环路的分析。

实验设计

我们的总体目标是通过对互联网上每个 IPv4 地址进行部分跟踪路由，识别存在持久路由环路的 IPv4 地址。但在实际操作中，这个实验存在一些复杂因素。
- 持久路由环路的定义 ：若我们的探测无法到达目的地（即使 TTL = 255），并且在跟踪路由中观察到一个路由器在至少相隔两个跳数的不同跳中出现，我们就定义该目的地存在路由环路。也就是说，对于两个 TTL 值 t1 < t2，我们必须从同一个路由器 IP 收到响应，且 Δt = t2 - t1 > 2。为了排除瞬态路由环路，我们在相隔 5 天的时间进行了两次连续的全互联网扫描，并取两次扫描中存在路由环路的目的地的交集，将这些目的地标记为路径上存在持久路由环路。
- 扫描的 TTL 值 ：传统的跟踪路由会从 TTL = 1 开始，逐步增加 TTL 值发送探测，直到到达目的地或达到最大 TTL 值。但为了识别路由环路，我们只需要发送 TTL 值在 246 - 255（包含）之间的 10 个探测。向端点 d 发送如此高 TTL 值的探测并收到 ICMP 超时消息，表明到 d 的路径上存在路由环路。不过，这也可能意味着 d 距离我们的扫描机器有 246 - 255 跳，或者到 d 的路径上存在即使 TTL ≠ 0 也会响应 ICMP 超时消息的路由器，但我们认为这两种情况都很少见。需要注意的是，这种方法和跟踪路由工具本身一样，无法检测到真正的无限路由环路（即