46、互联网图的拓扑、层次结构与相关性解析

互联网图的拓扑、层次结构与相关性解析

1. 互联网地图概述

互联网通常被描绘为无向图，根据图中顶点和边的不同含义，可得到不同层次的表示，对应着与物理互联网不同程度的粗粒度。主要有以下两个层次：
- 互联网路由器（IR）级别 ：
- 定义 ：顶点代表路由器，边代表它们之间的物理连接。
- 构建方法 ：一般基于向互联网中的网络列表发送的跟踪路由序列来计算路由器邻接关系。从单个源执行跟踪路由命令可提供从该源到网络中其他（可达）顶点的生成树，通过合并不同源的信息可构建互联网不同部分的IR级别地图。
- 面临挑战 ：检测所有交叉链接需要大量源探针，且路由器之间路径不稳定以及存在多个别名接口等技术问题，使映射任务非常困难。不同的互联网映射项目采用了不同的解决方法，如贝尔实验室的朗讯项目、互联网数据分析合作协会（CAIDA）以及信息科学研究所的SCAN项目。
- 自治系统（AS）级别 ：
- 定义 ：如今互联网可划分为自主管理的域，每个AS指互联网的一个单一管理域。顶点代表AS，边代表相应AS之间存在的边界网关协议（BGP）对等连接。
- 构建方法 ：可通过查看BGP路由表来构建AS地图，每个AS的BGP路由表包含从该顶点到其他（可达）AS的生成树，通过合并部分生成树的连接信息可重建完整的AS地图。例如，国家应用网络研究实验室（NLANR）使用俄勒冈路由服务器收集的BGP路由表进行构建，还可从其他公共源