層次網(wǎng)絡(luò)虛擬專網(wǎng)的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶數(shù)量的迅速增長，Internet正逐步成為未來信息基礎(chǔ)平臺，新的應(yīng)用需求和通訊技術(shù)的進(jìn)步驅(qū)使電信網(wǎng)、電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)的三網(wǎng)融合，而融合的承載層正是IP技術(shù)。但是IP作為承載層，以用戶自律為基礎(chǔ)，自由發(fā)展，缺少管理，是一個非盈利的商業(yè)模型，它不完全適合于下一代電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。為了構(gòu)建下一代網(wǎng)絡(luò)，Internet的體系結(jié)構(gòu)需要某種根本性的變革。為此，錢華林老師提出了層次式交換網(wǎng)絡(luò)(Hierarchically Switc

2、hed Network，HSNET)的思想。數(shù)據(jù)、語音、圖象融合的趨勢促使下一代電信網(wǎng)絡(luò)核心高速轉(zhuǎn)發(fā)，邊緣多業(yè)務(wù)接入服務(wù)具有智能性，這種網(wǎng)絡(luò)要求在業(yè)務(wù)上進(jìn)行流量的隔離和服務(wù)質(zhì)量保證，并且能夠提供端到端的IP個性化服務(wù)，目前IP VPN的發(fā)展正好滿足當(dāng)前下一代電信網(wǎng)絡(luò)承載層融合的需求，同時能夠提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的增值應(yīng)用。本文基于層次式交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了IP虛擬專網(wǎng)相關(guān)機(jī)制的研究工作。 本論文的研究內(nèi)容有五個部分：第一部分是虛擬專網(wǎng)(Vir

3、tual Private Network,VPN)的基本概念、標(biāo)準(zhǔn)和參考模型，以及從實驗數(shù)據(jù)總結(jié)了MPLS VPN的優(yōu)缺點；第二部分對HSNET VPN虛擬專網(wǎng)的概念設(shè)計模型的研究，包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計與VPN的管理；第三部分對HSNET VPN服務(wù)質(zhì)量的研究；第四部分對HSNET VPN安全的研究；第五部分主要包括HSNET VPN線卡的概念設(shè)計模型和性能分析。 本文的主要貢獻(xiàn)有： 1．指出了MPLS VPN實際部署中的

4、擴(kuò)展性問題，通過對MPLS協(xié)議的分析，并針對MPLS VPN的特性，進(jìn)行了仿真實驗，同時解決擴(kuò)展性問題也是本文的動機(jī)。 2．提出了一種層次網(wǎng)絡(luò)VPN的基本架構(gòu)。將VPN的接入地址中包含VPN的ID號，便于邊緣節(jié)點PE區(qū)分不同的VPN流量，加快邊緣節(jié)點VPN轉(zhuǎn)發(fā)的效率，避免了由于引入面向連接的協(xié)議帶來擴(kuò)展性的問題。利用層次網(wǎng)絡(luò)中心的VNOC(VPN網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器)集中控制所有的VPN接入和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的集中控制實現(xiàn)靈活的

5、VPN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 3．給出了一種感知邊緣端口到邊緣端口流量的算法，稱為EA-FAS算法。該算法為VPN確保服務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量保證，它的最大特點是在邊緣端口增加相應(yīng)的控制功能，來感知內(nèi)部的擁塞狀況。 4．驗證了基于層次式交換網(wǎng)絡(luò)VPN的安全加密IPsec協(xié)議，實現(xiàn)了IP VPN的原型系統(tǒng)，并基于此原型系統(tǒng)做了相關(guān)的模擬實驗。實驗結(jié)果表明：IPSec主機(jī)到主機(jī)的TCP通信，采用AH(HMAC-MD5)+ESP(3DES)對主機(jī)