基于mplsvpn的网络设计与仿真【字数：10449】
摘 要本文首先MPLS技术的背景及现状进行了研究，简单介绍了MPLS技术的发展过程。然后根据收集的相关资料介绍了MPLS VPN的相关技术，如网络的结构，所运用到的相关协议等。接着根据所学的知识，总结出MPLS VPN跨域的标签发布过程。最后将跨域与三层协议相结合，对小的网络从结构、IP地址、协议等进行规划设计, 在网络互联互通的基础上进行一些优化。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2课题研究的意义 1
第二章 关键技术介绍 3
2.1 MPLS 基础 3
2.1.1 MPLS 简介及产生背景 3
2.1.2 MPLS 网络典型结构 3
2.1.3 LSP的建立方式 4
2.1.4 LDP协议的工作原理 5
2.1.5 LSP建立过程 7
2.1.6 MPLS数据转发过程 8
2.1.7 Penultimate Hop Popping 9
2.2 MPLS VPN 简介 9
2.3 跨域MPLS VPN 10
2.3.1 跨域VPNOptionA方式 10
2.3.2 跨域VPNOptionB方式 11
2.3.3 跨域VPNOptionC方式 方案一 12
2.3.4 跨域VPNOptionC方式 方案二 14
第三章 网络资源分配 16
3.1IP地址划分 16
第四章 综合实施 18
4.1 仿真软件介绍 18
4.2 仿真拓扑结构 19
第五章 测试 27
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
一开始，为了跨越公共通信让基层互相传输，而且还起到了维护私有网络的安全，人们通常采用专线来实现私网之间的连接。因为专线在某些方面存在一定的缺点，专线存在固定的线路，价格非常的贵，使用也存在不充分的缺点，严重浪费带宽。复用技术的出现改变了这样的现状，专线被一些新 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
的技术所替代。这些共享带宽的技术，带宽的利用方面得到了改善，而且相比于专线，这些技术的价格十分的低廉，让这些技术逐渐成为构成早期VPN的核心。
VPN网络的特点如下：
使用共享的公共网络环境实现各私网的连接；
不同的私有网络之间相互不可见。
随着网络和经济技术的发展，经济全球化的今天，公司企业越来越多，对于网络的要求便越来越高，传统的企业网已经无法满足现如今企业的需求，企业对网络的灵活性、安全性、可扩展性、实用性、传输速度等提出了更高的要求。于是虚拟专用VPN便在这样的背景下，应运而生，它的产生让企业可以降低对网络运行的关注，不需要花费大量的时间对网络进行维护，从而可以致力于企业自身的商业发展。其实VPN技术不是什么新鲜事了，早在1993年，EVUA组织在欧洲就建立了，它们的产生，希望VPN技术可以得到大量的推广，然而由于Internet在当时并不发达，所以它们的推广反响平平，并没有出现多大的效果。而随着现在网络时代的发展，使得VPN技术得到了发展空间，在全球范围内得以大量的发行推广，这是经济网络全球化的大势所趋。
1.2课题研究的意义
传统的VPN技术存在一些固有的缺陷，导致客户组网时的很多需求无法得到满足，并且实施比较复杂，MPLS VPN的出现解决了传统VPN技术的固有缺陷——地址空间的重叠问题。
从上面的技术难点分析，主要问题都是与路由相关的特性，所以解决这些问题必须从路由协议考虑，但现在的路由协议都不具备解决这些问题的条件，因此考虑对路由协议进行改造。
由于BGP的诸多优点，为技术的难点，提供了很多的便利：由于公共网络多为VPN的路由，数量非常的巨大，而BGP却具有承载大量路由协议的优点； BGP的 TVL报文结构，让它便于扩展；BGP可以承载附加在路由后面的任何信息，并作为可选属性传递给其他邻居。
上面提到的3个技术难点迎刃而解：
本地路由冲突的问题：可以通过在同一台PE设备上为不同的VPN建立单独的路由，这样冲突的的路由就被隔离开来；在路由传递过程中，为不同的VPN路由添加不同的标识，以示区别。这些标识可以作为BGP属性进行传递；
由于IP报文不可更改，可以在IP报文头前加一些信息。由始发路由器打上标记，接收路由器在收到带标记的的数据包时，根据标记转发给正确的VPN。
总的来說,不应该期望一种技术一下子就可以解决所有的问题,只用MPLS以及 MPLS VPN技术也是惘然。它们目前还有一些问题没有解决或是没有完全解决,这就导致了前面提到的针对它们各方面的一些争议。
第二章 关键技术介绍
2.1 MPLS 基础
2.1.1 MPLS 简介及产生背景
90年代左右，随着IP技术的快速发展，互联网变得越来越普及。然而，硬件的发展却跟不上，IP技术的转发性能愈发的跟不上现实的需求，网络的发展陷入了停滞。为了适应网络的发展，ATM技术应运而生。ATM采用定长标签（即信元），不再去维护路由表，而是提出了一个新的名词，标签表，它比路由表小的多，转发的效率却比路由表高的多。然而，复杂的协议内容，高昂的部署成本，制约了ATM技术的发展，使得ATM难以真正的生存和普及下去。
如何提高转发的效率，却又不再让协议变得那么的复杂，让部署成本不再那么的昂贵，即让IP技术和ATM技术相结合，成为当时热议的一个话题。
MPLS（多协议标签交换）的横空出世，解决了这些问题。MPLS的产生，其实是为了提高路由器的转发效率，提高转发速度。因为它只分析IP报文头部的特点，相比于传统方式，大大的提高了转发效率，节约了处理时间。
随着网络的发展，协议的多样性，寻路的速度变得多种多样，不足以限制网络发展，MPLS的优势，变得不再明显，但是它却在其它方面显示出了它的独到之处，MPLS支持多层标签，使得它在结合譬如VPN,QoS等方面，焕发了新的生命力。
2.1.2 MPLS 网络典型结构
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2课题研究的意义 1
第二章 关键技术介绍 3
2.1 MPLS 基础 3
2.1.1 MPLS 简介及产生背景 3
2.1.2 MPLS 网络典型结构 3
2.1.3 LSP的建立方式 4
2.1.4 LDP协议的工作原理 5
2.1.5 LSP建立过程 7
2.1.6 MPLS数据转发过程 8
2.1.7 Penultimate Hop Popping 9
2.2 MPLS VPN 简介 9
2.3 跨域MPLS VPN 10
2.3.1 跨域VPNOptionA方式 10
2.3.2 跨域VPNOptionB方式 11
2.3.3 跨域VPNOptionC方式 方案一 12
2.3.4 跨域VPNOptionC方式 方案二 14
第三章 网络资源分配 16
3.1IP地址划分 16
第四章 综合实施 18
4.1 仿真软件介绍 18
4.2 仿真拓扑结构 19
第五章 测试 27
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
一开始，为了跨越公共通信让基层互相传输，而且还起到了维护私有网络的安全，人们通常采用专线来实现私网之间的连接。因为专线在某些方面存在一定的缺点，专线存在固定的线路，价格非常的贵，使用也存在不充分的缺点，严重浪费带宽。复用技术的出现改变了这样的现状，专线被一些新 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
的技术所替代。这些共享带宽的技术，带宽的利用方面得到了改善，而且相比于专线，这些技术的价格十分的低廉，让这些技术逐渐成为构成早期VPN的核心。
VPN网络的特点如下：
使用共享的公共网络环境实现各私网的连接；
不同的私有网络之间相互不可见。
随着网络和经济技术的发展，经济全球化的今天，公司企业越来越多，对于网络的要求便越来越高，传统的企业网已经无法满足现如今企业的需求，企业对网络的灵活性、安全性、可扩展性、实用性、传输速度等提出了更高的要求。于是虚拟专用VPN便在这样的背景下，应运而生，它的产生让企业可以降低对网络运行的关注，不需要花费大量的时间对网络进行维护，从而可以致力于企业自身的商业发展。其实VPN技术不是什么新鲜事了，早在1993年，EVUA组织在欧洲就建立了，它们的产生，希望VPN技术可以得到大量的推广，然而由于Internet在当时并不发达，所以它们的推广反响平平，并没有出现多大的效果。而随着现在网络时代的发展，使得VPN技术得到了发展空间，在全球范围内得以大量的发行推广，这是经济网络全球化的大势所趋。
1.2课题研究的意义
传统的VPN技术存在一些固有的缺陷，导致客户组网时的很多需求无法得到满足，并且实施比较复杂，MPLS VPN的出现解决了传统VPN技术的固有缺陷——地址空间的重叠问题。
从上面的技术难点分析，主要问题都是与路由相关的特性，所以解决这些问题必须从路由协议考虑，但现在的路由协议都不具备解决这些问题的条件，因此考虑对路由协议进行改造。
由于BGP的诸多优点，为技术的难点，提供了很多的便利：由于公共网络多为VPN的路由，数量非常的巨大，而BGP却具有承载大量路由协议的优点； BGP的 TVL报文结构，让它便于扩展；BGP可以承载附加在路由后面的任何信息，并作为可选属性传递给其他邻居。
上面提到的3个技术难点迎刃而解：
本地路由冲突的问题：可以通过在同一台PE设备上为不同的VPN建立单独的路由，这样冲突的的路由就被隔离开来；在路由传递过程中，为不同的VPN路由添加不同的标识，以示区别。这些标识可以作为BGP属性进行传递；
由于IP报文不可更改，可以在IP报文头前加一些信息。由始发路由器打上标记，接收路由器在收到带标记的的数据包时，根据标记转发给正确的VPN。
总的来說,不应该期望一种技术一下子就可以解决所有的问题,只用MPLS以及 MPLS VPN技术也是惘然。它们目前还有一些问题没有解决或是没有完全解决,这就导致了前面提到的针对它们各方面的一些争议。
第二章 关键技术介绍
2.1 MPLS 基础
2.1.1 MPLS 简介及产生背景
90年代左右，随着IP技术的快速发展，互联网变得越来越普及。然而，硬件的发展却跟不上，IP技术的转发性能愈发的跟不上现实的需求，网络的发展陷入了停滞。为了适应网络的发展，ATM技术应运而生。ATM采用定长标签（即信元），不再去维护路由表，而是提出了一个新的名词，标签表，它比路由表小的多，转发的效率却比路由表高的多。然而，复杂的协议内容，高昂的部署成本，制约了ATM技术的发展，使得ATM难以真正的生存和普及下去。
如何提高转发的效率，却又不再让协议变得那么的复杂，让部署成本不再那么的昂贵，即让IP技术和ATM技术相结合，成为当时热议的一个话题。
MPLS（多协议标签交换）的横空出世，解决了这些问题。MPLS的产生，其实是为了提高路由器的转发效率，提高转发速度。因为它只分析IP报文头部的特点，相比于传统方式，大大的提高了转发效率，节约了处理时间。
随着网络的发展，协议的多样性，寻路的速度变得多种多样，不足以限制网络发展，MPLS的优势，变得不再明显，但是它却在其它方面显示出了它的独到之处，MPLS支持多层标签，使得它在结合譬如VPN,QoS等方面，焕发了新的生命力。
2.1.2 MPLS 网络典型结构
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