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BGP/MPLS VPN中组播方案的研究与改进

作　者: 韩波
导　师: 沈富可
学　校: 华东师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: BGP/MPLS VPN 组播协议特定源组播代理网络模拟 NS-2
分类号: TP393.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 114次
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内容摘要

伴随着Internet的持续飞速发展，各种新兴服务和应用不断涌现。为了提高传输效率，IP组播技术被提出并得到了一致肯定。与此同时，VPN技术也在Internet范围内得到了广泛应用，而且随着VPN上应用种类的增多，组播技术在VPN环境中的需求也越来越大。 BGP／MPLS VPN是一种基于网络的VPN。它采用MPLS来动态地建立隧道，采用虚拟路由器和VPN-IPv4地址族来解决不同VPN共享相同地址空间的问题，采用MP-BGP来分发VPN路由。它适用的规模大，易于配置，并具有很好的可扩展性，因此得到了众多厂商的青睐，且在NGN(Next Generation Network，下一代网络)中扮演着重要的角色。但是组播技术在BGP／MPLS VPN上的实施面临着很大的问题，其中之一就是可扩展性问题。随着VPN中组播组和组播成员的增加以及VPN数目的增加，BGP／MPLS VPN上的组播将变得难于控制并使网络难以承受。当前存在的比较流行的解决方案中一种是采用基于组播域模型的方案，另一种是基于聚合树的方案。但这两种解决方案均未能很好的解决这一可扩展性问题。本文从BGP／MPLS VPN和IP组播的工作原理与实现机制入手，研究分析了BGP／MPLSVPN中存在的组播需求和实施组播需要解决的问题，并在此基础上做了以下工作： 1．研究了当前存在的BGP／MPLS VPN上的两种组播方案的工作原理，并分析了其在解决可扩展性方面的特点。 2．在分析了当前组播方案的实现原理和特点的基础上，提出了一种基于代理(proxy)的组播方案，使用代理VPN组播路由器将VPN上的组播局限在客户站点范围内，服务提供商(SP)网络上采用基于MPLS的P2MP组播通道，有效地提高了组播在BGP／MPLS VPN上的可扩展性。 3．为了对本文提出的组播方案进行验证，针对当前流行的网络模拟器NS-2首先实现了一个符合RFC2547的BGP／MPLS VPN，继而在此基础上实现了本文提出的组播方案。 4．针对NS-2环境下的实现，对基于proxy的组播方案的有效性进行了实验验证，并对该方案的可扩展性进行了实验分析。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
第一章引言  10-13
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 本文的研究目的和研究内容  11
  1.3 本文的组织结构  11-13
第二章 BGP/MPLS VPN的原理  13-28
  2.1 本章提要  13
  2.2 VPN技术  13-14
  2.3 BGP技术  14-19
    2.3.1 BGP-4协议操作  14-15
    2.3.2 BGP-4协议报文格式  15-16
    2.3.3 BGP-4相关协议扩展  16-19
    2.3.4 BGP对VPN的意义  19
  2.4 MPLS技术  19-23
    2.4.1 MPLS体系结构  19-20
    2.4.2 MPLS标签和标签堆栈  20-21
    2.4.3 LSR和 LSP  21-22
    2.4.4 MPLS路由选择  22
    2.4.5 标签分发协议  22-23
    2.4.6 MPLS对 VPN的意义  23
  2.5 BGP/MPLS VPN  23-28
    2.5.1 BGP/MPLS VPN的体系结构  24-25
    2.5.2 BGP/MPLS实现原理  25-28
第三章 BGP/MPLS VPN中的组播  28-39
  3.1 本章提要  28
  3.2 IP组播技术  28-29
  3.3 BGP/MPLS VPN中的组播  29-31
    3.3.1 BGP/MPLS VPN中的组播需求  29-30
    3.3.2 BGP/MPLS VPN中的组播存在的问题  30-31
  3.4 现存组播方案  31-39
    3.4.1 Rosen方案  31-36
    3.4.2 Aggarwal方案  36-39
第四章基于 Proxy的组播方案  39-51
  4.1 本章提要  39
  4.2 基于Proxy的组播方案  39-49
    4.2.1 方案框架  39-40
    4.2.2 代理模型  40-42
    4.2.3 交换C-组播注册消息  42-44
    4.2.4 P-MMT的建立  44-46
    4.2.5 代理组播的操作  46-48
    4.2.6 安全考虑  48-49
  4.3 方案特点及可扩展性提高  49-51
    4.3.1 方案特点  49
    4.3.2 可扩展性  49-51
第五章基于NS-2的实现和仿真实验  51-78
  5.1 本章提要  51
  5.2 BGP/MPLS VPN在 NS-2中的实现  51-56
    5.2.1 基于NS的BGP  51
    5.2.2 基于NS的MPLS  51-52
    5.2.3 BGP/MPLS VPN在 NS中的实现  52-56
    5.2.4 BGR/MPLS VPN实现方案的局限性  56
  5.3 Proxy组播方案的实现  56-67
    5.3.1 BGP/MPLS VPN的组播扩展  56-58
    5.3.2 VPN客户站点 PIM-SSM的实现  58-60
    5.3.3 SP网络 MMT的实现  60-61
    5.3.4 代理功能的实现  61-67
  5.4 BGP/MPLS VPN的实验分析  67-70
    5.4.1 BGP/MPLS VPN的建立  68-69
    5.4.2 BGP/MPLS VPN的数据传输  69-70
    5.4.3 实验结论  70
  5.5 Proxy组播方案的实验分析  70-78
    5.5.1 Proxy方案的有效性测试  71-74
    5.5.2 Proxy方案的可扩展性  74-77
    5.5.3 实验结论  77-78
第六章总结和展望  78-80
  6.1 本文总结  78
  6.2 本文的研究成果  78-79
  6.3 进一步的工作  79-80
参考文献  80-82
附录  82-88
致谢  88-89
攻读学位期间发表的学术论文目录  89

BGP/MPLS VPN中组播方案的研究与改进

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