mpls+vpn网络的研究与设计

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1、第一章绪论1．1研究背景近年来，Internet的迅猛发展为Internet服务提供商(IsP)提供了巨大的商业机会，同时也对其骨干网络提出了更高的要求，人们希望lP网络不仅能够提供E—Mail、上网等服务，还能够提供宽带、实时性业务。ATM曾经是被普遍看好的能够提供多种业务的交换技术，但是由于实际的网络中人们己经普遍采用lP技术，单纯的ATM网络已经不能满足需要，所以现有ATM的使用也一般都是用来承载IP。因此，人们就希望IP也能像ATM一样提供一些多种类型的服务【11。MPLS就是在这种背景下产生的一种技术。它吸收了ATM中v

2、PI／VCI交换的一些思想，“无缝”地集成了IP路由技术的灵活性和二层交换技术的简捷性。在面向无连接的IP网络中增加了MPLS这种面向连接的属性。通过采用MPLS建立“虚连接”的方法，为IP网增加了一些管理和运营的手段。随着网络技术的迅速发展，MPLS的应用也逐步转向MPLS流量工程和MPLSVPN等。在解决企业互连，提供各种新业务方面，MPLSVPN也越来越被运营商看好，成为IP网络运营商提供增值业务的重要手段。本文所提到的MPLSVPN是指BGP／MPLSVPN，也即三层MPLSVPN。VPN是依靠Internet服务提供商在

3、公用网络中建立专用数据通信网络的技术。在VPN中，任意两个节点之间的连接并没有传统专用网所需的端到端物理链路，而是利用某种公众网的资源动态组成的。所谓虚拟，是指用户不再需要拥有实际的长途数据线路，而是使用]nternet公众数据网络的长途数据线路。所谓专用网络，是指用户可以为自己制定一个最符合自己需求的网络。MPLSVPN集隧道技术和路由技术于一身，吸取基于虚电路的VPN的服务质量保证(Qos)的优点，并克服了它们无法克服的缺点。使用MPLS组网具有极好的灵活性和扩展性，用户只需将一条线路接入MPLS网，便可以实现任何节点之间的直

4、接通信，可实现用户节点之间的星型、全网状以及其他任何形式的逻辑拓扑。MPLSVPN非常适合对QoS／CoS、网络带宽、可靠性等要求较高的VPN业务【2I，适合于远程互联的大中型企业专用网络。MPLsVPN不仅满足VPN用户对安全性的要求，还减少了网络运营商和用户方的工作量。MPLSVPN便于实现三网合一，即在同一网络平台上实现基于IP的数据、语音和视频的远程通信。不过MPLSVPN技术本身还有一个成熟的过程，但是它代表了VPN的发展方向。1．2研究内容及意义传统VPN网络是采用隧道技术来实现的，它采用隧道协议对数据进行层层封装，增

5、加了网络中的数据流量，同时传统VPN是基于IP网络中“尽力而为”的转发策略的，因此在这样的网络中实现服务质量、服务等级和流量工程的难度较大，而当网络中站点数较多，建立的遂道过多时，使管理的难度加大，其扩展性不是很强。MPLSVPN网络是基于MPLS网络技术的，而MPLS网络将二层的交换技术和三层的路由技术很好的结合在了一起，具有扩展性强、安全性高和易于实现服务质量、服务等级和流量工程等特点，是未来VPN发展的方向【，1。本文从MPLSVPN的工作原理入手，分析了MPLSVPN的实现机制，并以此为理论基础，规划并设计了基于MPLS的

6、VPN实验网络。通过对实验网络的测试，验证了MPLSVPN的安全性、可扩展性等性能。为今后构建高效、扩展性强的VPN网络积累了一定的经验。同时，针对当前MPLSVPN在发展过程中遇到的一些困难，提出了将主动网络技术运用于MPLSVPN网络的设想，并构建了实验网络模型。1．3论文的组织结构本文主要分为六章。第一章主要介绍论文的研究背景、研究内容及其意义。第二章介绍了MPLS网络中的基本概念，阐述了MPLS的体系结构其工作过程，并对MPLS网络中的关键技术一一标签分发协议LDP进行了详细的分析，为下一章分析MPLSVPN的相关知识作铺

7、垫。第三章从VPN的发展过程入手，分析了传统VPN的各种实现技术，总结了传统VPN存在的一些不足，详细地介绍了MPLSVPN的体系结构、工作原理及其特点。第四章设计了一个基于Mt'LS的VPN实验网络，通过对实验数据的分析，进一步分析与总结了MPLSVPN网络的主要性能，并为今后的实际工作积累了一定的经验。第五章根据当前MPLSVPN在发展过程中遇到的一些问题，提出了将主动网络技术运用于MPLSVPN的思想。第六章对论文所做的工作进行总结。2第二章MPLS体系结构2．1MPLS概述MPLS是多协议标签交换的简称，它是将第二层交换技

8、术与第三层路由技术结合起来的一种L2／L3集成的数据传输技术，它介于网络层与数据链路层之间的2．5层14l，它是用短且定长的标签来封装网络层分组。由于MPLS是多协议的，所以它支持多种链路层(如PPP、ATM、帧中继、以太网等)协议，同时它又为网络