MPLS VPN跨区域研究与实现开题报告

 2022-10-27 22:39:51

1. 研究目的与意义

随着ALL IP趋势的明朗,运营商建设统一的IP承载网已经势在必行,各种业务承载在一张IP网络上,为了保证不同业务的QOS水平,业务之间的有效隔离成为大家关注的一个焦点。MPLS VPN技术是当前发展最快、成熟度最高的技术之一,通过近几年在一定领域的部署实施,证明了该技术在运营商网络是切实可行的,是业务隔离的有效工具。目前在运营商网络部署实施的MPLS VPN大部分在在一个AS内,然而,实际部署的业务,如运营商内部的语音业务,企业客户的VPN专线业务,往往都是跨越多个AS,VPN如何有效跨越多个AS,是目前需要关注和解决的问题。针对跨不同区域的企业对网络传输速度、传输数据的安全、视频和语音传输的需要,就可以用MPLS VPN技术,成本低,传输安全可靠,网络具有伸缩性和灵活性。

多协议标签交换(MPLS)是一种用于快速数据包交换和路由的体系,它为网络数据流量提供了目标、路由地址、转发和交换等能力。通过毕业设计了解跨域MPLS VPN和单域MPLS VPN的区别,了解跨域MPLS VPN的设计模型,分析不同模型的特点和适合部署的场景,为不同的模型设计网络方案并进行网络的仿真和实现。

2. 课题关键问题和重难点

了解跨域MPLS VPN和单域MPLS VPN的区别,了解跨域MPLS VPN的设计模型,分析不同模型的特点和适合部署的场景,为不同的模型设计网络方案并进行网络的仿真和实现。

优点:

(1)连接方便灵活。双方只需配置安全连接信息,如果没有虚拟专用网,用户若想与合作伙伴联网,双方的信息技术部门就必须协商如何在双方之间建立租用线路或帧中继线路。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

多协议标签交换(MPLS)是一种用于快速数据包交换和路由的体系,它为网络数据流量提供了目标、路由地址、转发和交换等能力。更特殊的是,它具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS 独立于第二和第三层协议,诸如ATM 和IP。它提供了一种方式,将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签,用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口,如IP、ATM、帧中继、资源预留协议(RSVP)、开放最短路径优先(OSPF)等等。在MPLS 中,数据传输发生在标签交换路径(LSP)上。将ATM的面向连接和IP的路由结合起来,基于标签进行交换,对一个连接请求实现一次路由选择,多次交换,提高了业务的性能和网络的效率由于N}'LS具有将第二层交换和第三层路由结合起来的固有优势,使得它在解决VPN, QoS这些IP网络的重大问题时体现了优越性。MPLS应用也逐步转向MPLS、QoS和MPLS VPN等。在解决企业互联,提供各种新业务方面,MPLS VPN越来越被运营商看好,成为在IP网络运营商提供增值服务的重要手段。采用MPLS VPN技术可以把现有的IP网络分隔成逻辑上隔离的网络,这种逻辑上的隔离可以用来解决企业单独互联、政府相同/不同办事部门的单独互连,也可以用来提供新的业务一如为IP电话业务专门开辟一个VPN,以此解决IP网络地址不足、QoS保证以及开展新业务等问题。因此基于MPLS技术的各项应用被当今通信领域进行广泛的研究。

边界网关协议(BGP, border gateway protocol)是运行于TCP 上的一种自治系统的路由协议。 BGP 是唯一一个用来处理像因特网大小的网络的协议,也是唯一能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接的协议。 BGP 构建在EGP 的经验之上。BGP 系统的主要功能是和其它的BGP 系统交换网络可达信息。GP用于在不同的自治系统(AS)之间交换路由信息。当两个AS需要交换路由信息时,每个AS都必须指定一个运行BGP的节点,来代表AS与其他的AS交换路由信息。这个节点可以是一个主机。但通常是路由器来执行BGP。两个AS中利用BGP交换信息的路由器也被称为边界网关(Border Gateway)或边界路由器(Border Router)。网络可达信息包括列出的自治系统(AS)的信息。这些信息有效地构造了AS 互联的拓朴图并由此清除了路由环路,同时在AS 级别上可实施策略决策。同一个AS自治系统中的两个或多个对等实体之间运行的BGP 被称为 IBGP(Internal/Interior BGP)。归属不同的AS的对等实体之间运行的BGP称为EBGP (External/Exterior BGP)。在AS边界上与其它AS交换信息的路由器被称作边界路由器(border/edge router)。在互联网操作系统(Cisco IOS)中,iBGP通告的路由的距离为200,优先级比eBGP和任何内部网关协议(IGP)通告的路由都低。其它的路由器实现中,优先级顺序也是eBGP高于IGP,而IGP又高于IBGP。

VPN(虚拟专用网络),我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路,因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的专用物理链路,而是建立在公用网络服务商所提供的网络平台之上的逻辑网络,用户在逻辑链路中传输。在公用网络上建立专用网络,进行加密通讯。在企业网络中有广泛应用。VPN网关通过对数据包的加密和数据包目标地址的转换实现远程访问。VPN有多种分类方式,主要是按协议进行分类。VPN可通过服务器、硬件、软件等多种方式实现。VPN具有成本低,易于使用的特点。 传统的方法是租用数字数据网(DDN: Digital Data Network)专线或帧中继,也就导致了高昂的网络通信和维护费用。对于移动办公人员而言,一般通过拨号线路进入企业的局域网,有安全的问题。有加解密技术、密钥管理技术、用户与设备身份认证技术和隧道技术来保证安全。

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4. 研究方案

1.根据要求搭建拓扑图,并且用软件进行仿真;

2.拓扑图模拟的环境如下所示:

r1和r5模拟客户端(CE);r2、r3、r4模拟因特网服务运营商(ISP,Internet Service Provider);R2和R4模拟PE。使得r1能够ping通r5,并且r1上路由表看不到中间ISP的路由信息。

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5. 工作计划

2022年12月25日-2022年01月15日:理解毕设任务书,包括课题背景、工作内容等要求,搜集相关资料,参考文献完成开题报告和外文翻译;

2022年01月15日-2022年03月05日:进行网络需求分析、功能模块设计,完成题目要求,对论文的研究目标、意义和国内外研究现状及发展趋势进行撰写;

2022年03月05日-2022年04月23日:进行中期检查,请教师长挖出其不足,并对其优缺点、性能等进行分析比较,对论文整体布局进行合理调整;

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