基于ospfv3的网络设计与仿真应用【字数：9436】
摘 要在本设计中，我选择基于OSPFv3来对模拟网络，OSPFv3是一种基于IPv6的路由协议，信息化是当今社会的发展方向，随着当今社会信息化的不断发展，快速而准确的获取信息是是高质量高效率完成工作的前提，而OSPFv3虽保留了OSPFv2大部分算法，但是OSPFv3的地址空间比OSPFv2的地址空间更大，且比更能满足人们日益增长的对网络地址空间以及数据处理的等等方面的要求。因此IPv6被认为是IPv4协议的替代方案，IPv4协议用于解决目前的互联网困境，并为下一代因特网提供更好的服务和开发的最佳协议。当前支持IPv6的较为成熟的路由协议有OSPFv3和RIPng。但RIPng更适用较小型的网络，OSPFv3是较大的自制系统的最佳选择，OSPFv3也因此成为构建新一代网络的最佳路由协议。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外的研究现状 2
1.3课题的设计及要求 2
第二章 OSPF协议原理 3
2.1 OSPF协议概述 3
2.2 OSPF工作原理 3
2.3 OSPFv3协议概述 4
2.3.1 OSPFv3协议报文 4
2.3.2 OSPF 协议工作原理 5
2.3.3 OSPFv2与OSPFv3的对比 6
2.4 IPv6协议概述 8
2.5 IPv6协议的实际应用 9
第三章 IPv6地址配置 12
第四章 网络结构设计 15
4.1构建拓扑图 15
4.2 实现拓扑图配置 16
4.2.1配置思路 16
4.2.2 配置步骤 18
第六章网络的测试与仿真 21
6.1 网络的连通测试 21
6.2 配置路由过滤 21
6.3仿真结果及分析 21
第七章 总结与展望 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
如今，网路技术发展迅速，并且规模日益庞大，拓 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
扑结构也随之变得复杂起来，构建网络所必需的IP协议也必然面临升级，升级至新的版本以满足用户数量的增加。新版本的IP地址不仅需要考虑地址空间上的增大，同时更应考虑服务质量上以及网络是否安全可靠的问题，随着技术的发展，指纹、“刷脸”成为新型支付方式，所以IP协议的更新对移动支付的问题也会带来巨大的变革。
正如大家所看到的，Internet的发展为我们的衣食住行都带来了许多便利，但Internet的发展并不是无限上升的，如今的Internet的发展面临着许多因素的制约。
比如说，2011年已经分配了IPv4的最后五个地址资源，并且完成IPv4地址资源的分配意味着IPv6的开发和使用迫在眉睫。IPv4是网际协议开发过程中的第四个修订版本，更是互联网的核心，它也是最广泛使用的互联网协议版本。IPv4地址资源的耗尽将不可避免的导致新的IP协议版本以满足用户数量。其后继版本为IPv6。IPv6的地址空间扩大到2的128次幂，这是不可想象的。随着各种科学技术的发展，如人工智能、大数据、云计算、物联网等等都与我们的生活息息相关，其中所蕴含的数据处理非常庞大，这一切的基础设施就是IPv6。早就2011年，最后五个IPv4地址已经分配，但新的IPv6地址尚在建设中。有了IPv6，才能构建我们想象中的下一代时代。因此，加快构建IPv6是当今时代的题中之义。
Internet中的互连是通过路由器来实现的，基于IPv6协议的OSPFv3（Open Shortest Path First）路由选择协议是构建当今网络的最佳选择，经过很多年的发展和演进，在IPv4下的路由协议已经逐渐成熟。但随着IPv6的出现，将导致相关路由协议的变化，因此这些路由协议也可以在IPv6的环境下执行自己的工作。所以，IPv6下使用的 OSPF协议也必须做出相应改变。OSPF路由协议分为OSPFv2和OSPFv3，OSPFv3主要用于IPv6网络中提供路由功能，OSPFv3主要用在IPv6网络的中提供路由协议，OSPFv2 和OSPFv3工作方式基本相同，但为了支持IPv6地址格式，OSPFv3对OSPFv2做了一些改动。我使用OSPFv3来实现本设计的网络构建，正是因为OSPFv3使用的IPv6协议地址空间更大，更符合当今社会对网络地址空间的要求。
1.2 国内外的研究现状
网络构建使用的路由协议按照网络规模大小来进行选择，通常有RIPng和OSPFv3两种应用较为广泛的路由协议，但RIPng适用于较为小型的网络构建，而OSPFv3则适用于大型的网络构建。因此OSPFv3也是目前应用最为广泛的路由协议的选择。但其实，OSPFv2与OSPFv3的差别不大，其基本运行原理是没有区别的，区别只在于两者之间的地址空间不同。OSPFv3的地址空间比OSPFv2的地址空间更大，这也是本次试验中我选择OSPFv3来进行毕业设计的重要原因。
IPv4最先起源的地方是美国，美国在商业应用和IP地址资源的使用上都有着绝对的优势，这也导致美国在互联网领域的霸主地位，所以到目前为止美国都没有担心地址资源枯竭，他们也没有去花费太多的成本去构建IPv6的商业网络体系。正与之相反的是亚洲各国的态度。也因为IPv4地址资源的缺乏。中日等国更为迫切的想要尽快搭建IPv6的网络结构，最为突出的是日本，日本早早的就将IPv6定为日本互联网发展的基本政策的制定，提出将目前的网络过渡到超高速网络发展和竞争策略的IPv6网络过渡提出了解决方案。但即使是在这样的情况下，站在巨人肩膀上的美国，他在IPv6领域的技术还是领先于每个国家。
而中国的IPv6网络构建晚，但已逐步了解IPv6对于科技进步发展的重要意义，并于2017年由国务院发布《推进IPv6规划部署行动计划》，政府的一纸公文正式终结了我们IPv6构建不足的尴尬状态。华为、中兴等网络设备厂商也开始了针对IPv6商业网络体系的构建。
1.3课题的设计及要求
研究发现影响网络性能的因素很多，在这个研究背景下，本次毕设关注的是网络中的路由协议的规划和设计，以OSPFv3协议作为研究对象，重点了解路由算法、路由工作过程、维护过程等，此外还要对选路规则区域结构进行设计。同时可以对路由的性能设定仿真环境，并通过仿真进行相应的模拟，得出不同条件下的网络各种性能分析；此外可以通过设定相同的网络环境，采用与OSPFv3不同基于IPv6的IGP协议进行比较分析，总结归纳得出结论。最后基于华为的网络设备，设计一个园区网络，运行OSPFv3实现网络的真正连通。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外的研究现状 2
1.3课题的设计及要求 2
第二章 OSPF协议原理 3
2.1 OSPF协议概述 3
2.2 OSPF工作原理 3
2.3 OSPFv3协议概述 4
2.3.1 OSPFv3协议报文 4
2.3.2 OSPF 协议工作原理 5
2.3.3 OSPFv2与OSPFv3的对比 6
2.4 IPv6协议概述 8
2.5 IPv6协议的实际应用 9
第三章 IPv6地址配置 12
第四章 网络结构设计 15
4.1构建拓扑图 15
4.2 实现拓扑图配置 16
4.2.1配置思路 16
4.2.2 配置步骤 18
第六章网络的测试与仿真 21
6.1 网络的连通测试 21
6.2 配置路由过滤 21
6.3仿真结果及分析 21
第七章 总结与展望 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
如今，网路技术发展迅速，并且规模日益庞大，拓 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
扑结构也随之变得复杂起来，构建网络所必需的IP协议也必然面临升级，升级至新的版本以满足用户数量的增加。新版本的IP地址不仅需要考虑地址空间上的增大，同时更应考虑服务质量上以及网络是否安全可靠的问题，随着技术的发展，指纹、“刷脸”成为新型支付方式，所以IP协议的更新对移动支付的问题也会带来巨大的变革。
正如大家所看到的，Internet的发展为我们的衣食住行都带来了许多便利，但Internet的发展并不是无限上升的，如今的Internet的发展面临着许多因素的制约。
比如说，2011年已经分配了IPv4的最后五个地址资源，并且完成IPv4地址资源的分配意味着IPv6的开发和使用迫在眉睫。IPv4是网际协议开发过程中的第四个修订版本，更是互联网的核心，它也是最广泛使用的互联网协议版本。IPv4地址资源的耗尽将不可避免的导致新的IP协议版本以满足用户数量。其后继版本为IPv6。IPv6的地址空间扩大到2的128次幂，这是不可想象的。随着各种科学技术的发展，如人工智能、大数据、云计算、物联网等等都与我们的生活息息相关，其中所蕴含的数据处理非常庞大，这一切的基础设施就是IPv6。早就2011年，最后五个IPv4地址已经分配，但新的IPv6地址尚在建设中。有了IPv6，才能构建我们想象中的下一代时代。因此，加快构建IPv6是当今时代的题中之义。
Internet中的互连是通过路由器来实现的，基于IPv6协议的OSPFv3（Open Shortest Path First）路由选择协议是构建当今网络的最佳选择，经过很多年的发展和演进，在IPv4下的路由协议已经逐渐成熟。但随着IPv6的出现，将导致相关路由协议的变化，因此这些路由协议也可以在IPv6的环境下执行自己的工作。所以，IPv6下使用的 OSPF协议也必须做出相应改变。OSPF路由协议分为OSPFv2和OSPFv3，OSPFv3主要用于IPv6网络中提供路由功能，OSPFv3主要用在IPv6网络的中提供路由协议，OSPFv2 和OSPFv3工作方式基本相同，但为了支持IPv6地址格式，OSPFv3对OSPFv2做了一些改动。我使用OSPFv3来实现本设计的网络构建，正是因为OSPFv3使用的IPv6协议地址空间更大，更符合当今社会对网络地址空间的要求。
1.2 国内外的研究现状
网络构建使用的路由协议按照网络规模大小来进行选择，通常有RIPng和OSPFv3两种应用较为广泛的路由协议，但RIPng适用于较为小型的网络构建，而OSPFv3则适用于大型的网络构建。因此OSPFv3也是目前应用最为广泛的路由协议的选择。但其实，OSPFv2与OSPFv3的差别不大，其基本运行原理是没有区别的，区别只在于两者之间的地址空间不同。OSPFv3的地址空间比OSPFv2的地址空间更大，这也是本次试验中我选择OSPFv3来进行毕业设计的重要原因。
IPv4最先起源的地方是美国，美国在商业应用和IP地址资源的使用上都有着绝对的优势，这也导致美国在互联网领域的霸主地位，所以到目前为止美国都没有担心地址资源枯竭，他们也没有去花费太多的成本去构建IPv6的商业网络体系。正与之相反的是亚洲各国的态度。也因为IPv4地址资源的缺乏。中日等国更为迫切的想要尽快搭建IPv6的网络结构，最为突出的是日本，日本早早的就将IPv6定为日本互联网发展的基本政策的制定，提出将目前的网络过渡到超高速网络发展和竞争策略的IPv6网络过渡提出了解决方案。但即使是在这样的情况下，站在巨人肩膀上的美国，他在IPv6领域的技术还是领先于每个国家。
而中国的IPv6网络构建晚，但已逐步了解IPv6对于科技进步发展的重要意义，并于2017年由国务院发布《推进IPv6规划部署行动计划》，政府的一纸公文正式终结了我们IPv6构建不足的尴尬状态。华为、中兴等网络设备厂商也开始了针对IPv6商业网络体系的构建。
1.3课题的设计及要求
研究发现影响网络性能的因素很多，在这个研究背景下，本次毕设关注的是网络中的路由协议的规划和设计，以OSPFv3协议作为研究对象，重点了解路由算法、路由工作过程、维护过程等，此外还要对选路规则区域结构进行设计。同时可以对路由的性能设定仿真环境，并通过仿真进行相应的模拟，得出不同条件下的网络各种性能分析；此外可以通过设定相同的网络环境，采用与OSPFv3不同基于IPv6的IGP协议进行比较分析，总结归纳得出结论。最后基于华为的网络设备，设计一个园区网络，运行OSPFv3实现网络的真正连通。
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