Study of BGP Convergence Time

Border Gateway Protocol (BGP), a path vector routing protocol, is a widespread exterior gateway protocol (EGP) in the internet. Extensive deployment of the new technologies in internet, protocols need to have continuous improvements in its behavior and operations. New routing technologies conserve a top level of service availability. Hence, due to topological changes, BGP needs to achieve a fast network convergence. Now a days size of the network growing very rapidly. To maintain the high scalability in the network BGP needs to avoid instability. The instability and failures may cause the network into an unstable state, which significantly increases the network convergence time. This paper summarizes the various approaches like BGP policies, instability, and fault detection etc. to improve the convergence time of BGP

Спосіб підвищення ефективності вибору шляху при груповій маршрутизації

Актуальність теми. Кожен день все більше використовується мережа Інтернет для обміну інформацією, що в значній мірі є можливим завдяки функціонуванню протоколу BGP (Border Gateway Protocol), як єдиного протоколу зовнішньої групової маршрутизації між окремими мережами. Через швидкий приріст кількості користувачів та збільшення об’ємів інформації, що передається, знов і знов піднімається питання про підвищення ефективності та оптимізацію пошуку шляху для передачі даних при такій маршрутизації. Мета роботи: підвищення ефективності пошуку шляху передачі даних при груповій маршрутизації та розробка й оптимізація способу перерозподілу навантаження каналів зв’язку з використанням програмного контролера. Для досягнення поставленої мети в роботі вирішуються наступні завдання. 1. Аналіз існуючих методик покращення критеріїв пошуку ефективного шляху при груповій маршрутизації. 2. Дослідження проблеми пошуку оптимального шляху при груповій маршрутизації. 3. Розробка модифікованої імітаційної моделі. 4. Розробка способу підвищення ефективності пошуку шляху при груповій маршрутизації з використанням програмного контролера, що базується на контролі і перерозподілі навантаження каналів зв’язку. Об’єктом дослідження є процес та принципи функціонування протоколу групової маршрутизації BGP. Предметом дослідження є спосіб підвищення ефективності пошуку шляху при груповій маршрутизації, що базується на контролі і перерозподілі навантаження каналів зв’язку. Методи дослідження. В роботі використовуються методи оптимізації, методи моделювання комп’ютерних мереж. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: 1. Проаналізовано основні методики покращення критеріїв пошуку ефективного шляху при груповій маршрутизації. 2. Запропоновано спосіб з використанням програмного контролеру для підвищення ефективності пошуку маршруту через примусовий перерозподіл трафіку за наявними посиланнями на основі використання або затримки посилань. 3. Розроблена модифікована імітаційна модель для проведення безпечних тестувань та збору тестових даних. Практична цінність одержаних результатів полягає в тому, що запропонований спосіб підвищує показники ефективності пошуку шляху при груповій маршрутизації за часовим критерієм, що дозволяє отримати виграш у середньому до 3,5% у порівнянні з вже існуючими аналогами і при цьому він не має впливу на безпеку функціонування мережі та протоколу, з якими працює. Апробація роботи. Основні положення і результати роботи були представлені та обговорювались на XIV всеукраїнській науково методичній конференції «Проблеми охорони праці, промислової та цивільної безпеки 2018», XII науковій конференції молодих вчених «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2019 (Київ, 13-15 листопада 2019 р.). Публікації. За результатами магістерської дисертації було опубліковано 3 наукові роботи, з них 1 стаття у науковому фаховому виданні України (у виданні, що реферується наукометричною базою) та 2 тези доповідей. Науковий журнал «Комп’ютерні-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво» – Луцьк, 2020. Випуск №39. Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з вступу, трьох розділів, висновків та додатків. У вступі надано загальну характеристику проблематики ефективності групової маршрутизації, сформульовано мету дослідження, показано практичну цінність роботи. У першому розділі надано детальне обґрунтування актуальності напрямку досліджень, виконано оцінку поточного стану в даній сфері, представлено теоретичний огляд особливостей функціонування BGP. У другому розділі проаналізовано критерії оптимізації пошуку шляху, досліджено методи покращення цих критеріїв; розглянуто вимоги до імітаційної моделі, для тестування способу підвищення ефективності пошуку шляху. У третьому розділі розроблено та описано програмний контролер для підвищення ефективності шляху при груповій маршрутизації, представлена порівняльна характеристика запропонованого способу з вже існуючими. У висновках проаналізовано отримані результати роботи. Робота виконана на 81 аркуші, містить 3 додатки та посилання на список використаних літературних джерел з 37 найменувань. У роботі наведено 21 рисунків та 4 таблиці.Actuality of the theme. Every day, the Internet is increasingly used to exchange information, which is largely possible due to the functioning of the BGP protocol (Border Gateway Protocol), as a single protocol for external group routing between individual networks. Due to the rapid increase in the number of users and the increase in the amount of information transmitted, the question of improving the efficiency and optimization of finding a way to transmit data with such routing is raised again and again. The goal of the work: increase the efficiency of data path retrieval in group routing and develop and optimize the method of load redistribution of communication channels using a software controller. To achieve this goal, the following tasks are solved in the work. 1. Analysis of existing methods for improving the criteria for finding an effective way for group routing. 2. Research of a problem of search of an optimum way at group routing. 3. Development of a modified simulation model. 4. Development of a method to increase the efficiency of path finding in group routing using a software controller based on control and redistribution of communication channels. The object of the research is the process and principles of operation of the BGP group routing protocol. The subject of the research is way to increase the efficiency of path finding in group routing, based on the control and redistribution of communication channels. Research methods. Optimization methods, network modeling methods are used in the work. The scientific novelty of the obtained results is as follows: 1. The main methods of improving the criteria for finding an effective way for group routing are analyzed. 2. The method using a software controller to increase the efficiency of route search through forced redistribution of traffic on existing links based on the use or delay of links is proposed. 3. Developed a modified simulation model for safe testing and collection of test data. The practical value of the obtained results is that the proposed method increases the efficiency of finding a path with group routing by time criterion, which allows you to gain an average of up to 3.5% compared to existing counterparts and it does not affect the safety of operation the network and protocol it works with. Approbation of work. The main provisions and results of the work were presented and discussed at the XIV All-Ukrainian scientific-methodical conference "Problems of labor protection, industrial and civil safety 2018", XII scientific conference of young scientists "Applied Mathematics and Computing" PMK-2019 (Kyiv, 13-15 November 2019). Publications. According to the results of the master's dissertation, 3 scientific works were published, including 1 article in the scientific professional publication of Ukraine (in the publication, which is referenced by the scientometric base) and 2 abstracts. Scientific journal "Computer-integrated technologies: education, science, production" - Lutsk, 2020. Issue №39.Structure and scope of work. The master's thesis consists of an introduction, three sections, conclusions and appendices. The introduction gives a general description of the problems of the efficiency of group routing, formulated the purpose of the study, shows the practical value of the work. The first section provides a detailed justification for the relevance of the research direction, assesses the current state of affairs in this field, presents a theoretical overview of the features of BGP functioning. In the second section the criteria of optimization of search of a way are analyzed, methods of improvement of these criteria are investigated; the requirements to the simulation model for testing the way to increase the efficiency of the path search are considered. The third section develops and describes a software controller to improve the efficiency of the path in group routing, presents a comparative characteristic of the proposed method with existing ones. The conclusions are analyzed the results of work. The work is done on 81 sheets, contains 3 attachments and a link to the list of used literary sources of 37 titles. The paper presents 21 figures and 4 tables

Scale-free networks and scalable interdomain routing

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia InformáticaThe exponential growth of the Internet, due to its tremendous success, has brought to light some limitations of the current design at the routing and arquitectural level, such as scalability and convergence as well as the lack of support for traffic engineering, mobility, route differentiation and security. Some of these issues arise from the design of the current architecture, while others are caused by the interdomain routing scheme - BGP. Since it would be quite difficult to add support for the aforementioned issues, both in the interdomain architecture and in the in the routing scheme, various researchers believe that a solution can only achieved via a new architecture and (possibly) a new routing scheme. A new routing strategy has emerged from the studies regarding large-scale networks, which is suitable for a special type of large-scale networks which characteristics are independent of network size: scale-free networks. Using the greedy routing strategy a node routes a message to a given destination using only the information regarding the destination and its neighbours, choosing the one which is closest to the destination. This routing strategy ensures the following remarkable properties: routing state in the order of the number of neighbours; no requirements on nodes to exchange messages in order to perform routing; chosen paths are the shortest ones. This dissertation aims at: studying the aforementioned problems, studying the Internet configuration as a scale-free network, and defining a preliminary path onto the definition of a greedy routing scheme for interdomain routing