Simulation à large échelle des instabilités du routage inter-domaine

Large scale simulation of interdomain routing instability

• Auteur / Autrice : Houssame Yahiaoui
• Direction : Jean-Michel Fourneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protocoles de réseaux d'ordinateurs

Fiabilité

Routeurs (réseaux d'ordinateurs)

Routage (informatique)

Simulation par ordinateur

Résumé

Dans cette thèse, nous abordons l'étude et la résolution des instabilités du routage inter-domaine sous l'angle de la simulation a large échelle. Depuis plus de quinze ans, cette infrastructure souffre d'importants problèmes d'instabilité et de fiabilité, qui subsistent encore. Nous proposons un nouvel environnement de simulation des instabilités du routage inter-domaine, permettant l'analyse des causes des instabilités, ainsi que l'expérimentation de méthodes d'améliorations de BGP. La combinaison d'un simulateur à large échelle du protocole, et l'utilisation de topologies et politiques de routage inférées à partir de données de voisinage sur le réseau inter-domaine, est à même de reproduire qualitativement les instabilités constatées dans le réseau inter-domaine réel. Cet environnement offre un champ d'étude et d'essai fidèle à la réalité, puisqu'il est capable de reproduire les trois caractéristiques principales de l'infrastructure du routage inter-domaine, à savoir l'échelle de fonctionnement de BGP (plus de 20000 AS), l'instabilité omniprésente, et l'hétérogénéité des acteurs du routage inter-domaine. Nous avons également étudié les effets de certaines variations pathologiques du trafic utilisateur, sur le routage inter-domaine. Nous nous sommes attachés à l'étude des effets des propagations de certains codes malveillants sur les routeurs BGP. Nous avons abouti a une modélisation, permettant de quantifier ces effets, et donc de reproduire les variations de charge affectant BGP, dans l'environnement de simulation que nous proposons.

In this thesis, we discuss the study and resolution of inter-domain routing instabilities using large scale simulation. For over fifteen years now, the inter-domain infrastructure has been suffering from serious problems of instability and reliability, still unsolved. We propose a new environment for simulating inter-domain routing instabilities, that allows analysis of instability causes, as well as experimenting with BGP improvement methods. The combination of a large-scale simulator of the BGP protocol and the use of topologies and routing policies inferred from real inter-domain neighborhood data, allows to reproduce, qualitatively, some real-life instabilities in a controlled environment. This environment provides a field of study and testing faithful to reality, since it can reproduce the three main characteristics of inter-domain routing infrastructure: large scale topologies, persistent instability and network heterogeneity. We also studied the effects of certain pathological changes of user traffic on the inter-domain routing. By modeling the effects of certain malicious code spread on BGP routers, we could quantify these effects. This model could be used to reproduce worm-induced load changes in the proposed simulation environment, to measure its impact on routing instability.