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MPLS/BGP VPN在T比特路由器中实现的关键问题

2020-11-22阅读(643)

MPLS/BGP VPN在T比特路由器中实现的关键问题

论文摘要

随着网络技术的飞速发展,MPLS已成为当前最具发展潜力的VPN组网技术之一。基于MPLS/BGP的VPN兼顾了对等VPN的优点和覆盖VPN的安全性及隔离性,具有良好的扩展性和灵活性。本文结合国家863项目“可扩展到T比特的高性能IPv4/v6路由器基础平台及实验系统”,深入研究了MPLS/BGP VPN的实现技术,并解决了方案实现的两个关键问题——PE路由器的VRF(VPN Routing Forwarding)管理和MPLS/BGP VPN的转发设计。本文所做的主要工作如下: 1.提出了一套适合于T比特路由器的MPLS/BGP VPN设计方案。在对MPLS/BGP VPN技术深入研究的基础上,结合T比特路由器总体结构,提出了一套适合的MPLS/BGP VPN设计方案。通过对方案中控制平面和数据平面的实现难点进行分析,指出必须着重解决的两个关键问题——PE路由器的VRF管理和MPLS/BGP VPN的转发设计。 2.针对当前VPN管理方案的不足,提出基于用户站点接口的VRF设计和VRF的RT认证机制。针对用户VPN复用的控制问题,提出了基于用户站点接口的VRF设计,并通过逻辑推理证明了该设计的合理性。针对目前RFC2547缺乏对VPN信息安全接收方案的明确说明,实现时利用BGP协议特点和VRF属性,提出了VRF的RT认证机制,OPNET仿真结果表明该机制不但保证了VPN信息传输的安全性,而且比目前广泛采用的加解密机制具有更好的传输性能,在实际应用中具有更强的合理性和可行性。 3.采用软件转发和硬件转发相结合的思想设计并实现了T比特路由器的MPLS/BGPVPN转发处理。针对T比特路由器MPLS平台与VPN业务相互独立的应用需求,并分析当前VPN转发方案的优劣,提出采用软件转发和硬件转发相结合能够保证T比特路由器高速转发的同时进行灵活的业务处理。我们对VPN业务的转发处理是在保证主控MPLS平台完整性的前提下,修改Zebos MPLS软件的基础上实现的。我们对MPLS硬件平台的设计根据主控MPLS协议的处理过程,按照线路接口模块和转发处理模块分别设计,并采用了循环查表策略。目前该设计已经成功实现于T比特路由器,并达到线路接口10G线速转发的要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1.1 研究背景
  • §1.2 MPLS／BGP VPN应用于T比特路由器的问题
  • §1.3 本课题的主要贡献
  • §1.4 本文的结构和安排
  • 第二章 MPLS／BGP VPN概述
  • §2.1 MPLS／BGP VPN网络基本组成
  • §2.2 MPLS／BGP VPN工作流程
  • §2.3 MPLS／BGP VPN技术特点
  • §2.3.1 多转发表
  • §2.3.2 IP分组的MPLS标记栈转发
  • §2.4 小结
  • 第三章 MPLS／BGP VPN在T比特路由器实现的总体方案
  • §3.1 T比特路由器总体结构
  • §3.2 MPLS／BGP VPN在T比特路由器中的设计目标
  • §3.3 MPLS／BGP VPN在T比特路由器中的总体设计
  • §3.3.1 控制平面设计
  • §3.3.2 数据平面设计
  • §3.3.3 关键问题分析
  • §3.4 小结
  • 第四章 PE路由器的VRF管理机制
  • §4.1 MPLS／BGP VPN的安全机制
  • §4.1.1 地址隔离
  • §4.1.2 路由隔离
  • §4.1.3 PE路由器的VRF管理目标
  • §4.2 基于用户站点接口的VRF设计
  • §4.2.1 当前VPN管理方案存在的问题
  • §4.2.2 基于用户站点接口的VRF设计原理
  • §4.2.3 基于用户站点接口VRF设计的方案论证
  • §4.3 VRF的RT认证机制
  • §4.3.1 VRF的RT认证机制原理
  • §4.3.2 VRF RT认证机制的仿真测试
  • §4.3.2.1 VRF的参数设置
  • §4.3.2.2 仿真结果及性能分析
  • §4.4 小结
  • 第五章 MPLS/BGP VPN在T比特路由器中的转发设计
  • §5.1 转发总体设计
  • §5.2 VPN业务的软件转发设计
  • §5.2.1 MPLS转发函数的改进
  • §5.2.2 VPN业务转发设计
  • §5.2.3 标记封装关键问题
  • §5.2.4 VPN业务的转发测试及性能分析
  • §5.3 MPLS平台的硬件转发设计
  • §5.3.1 线路接口模块的MPLS设计
  • §5.3.2 转发处理模块的MPLS设计
  • §5.3.2.1 MPLS查表单元设计
  • §5.3.2.2 MPLS报头处理单元设计
  • §5.3.3 T比特路由器MPLS平台的转发性能测试
  • §5.4 小结
  • 结束语
  • 致谢
  • 参考文献

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