论文摘要
随着Internet的快速发展,影响互联网数据传输的不安全因素不断增多,而建立物理的私用网络需要消耗大量成本。在这样的背景下,VPN（Virtual Private Network,虚拟私用网）以其独有的优势赢得了越来越多企业的青睐,利用公共网络构建的私有专用网络称为虚拟私有网络。在公共网络上组建的VPN像企业的物理私有网络一样,可以提供安全性和可管理性等。在自治域之间,由于Internet采用分布式控制路由信息方式,每个AS通过BGP与其他AS交换网络可达信息,又由于MPLS中用于分发标签的信令协议LDP在设计之初,要求LSP的建立条件是路由条目的掩码全路径相等,对AS这个元素没有进行充分考虑,这个要求对于只有BGP协议可供选择的自治域之间很难达到。基于上述原因,部署和使用跨域MPLS VPN面临诸多挑战,与域内技术相比,域间技术还不细致、不完善,具体表现为以下几个方面：如何发现可视化的VPN拓扑结构；如何检测PE或ASBR上的MP-BGP配置错误；如何平衡VPN域间流量以及恢复LSP路径故障等。本文以国家自然科学基金“域间路由稳定性与可管理性研究”为背景,对上述4个问题提出了相应的对策和解决方法。（1）为了获得VPN的成员关系及其相互连接的方式,本文提出发现VPN拓扑结构的算法,以自动获取可视化的拓扑结构,从而直观显示VPN成员相应设备的连接方式。该算法基于PE或ASBR上VRF和RT的配置数据库信息,利用矩阵模型,经过算法推导,提取相关组件,提供可视化的VPN拓扑结构。（2）本文针对MP-BGP路由源配置错误和路由输出配置错误问题,提出检测PE或ASBR上MP-BGP配置错误的方法,降低路由器负载,保证VPN的互通和安全。该方法在发现VPN拓扑结构的基础上,对输入和输出路由的VPN-IPv4前缀进行从属关系检测,以发现非授权的地址前缀；利用AS关系对路由进行有效性检测,以发现违反输出原则的路由,提高MPLS VPN的安全性。（3）本文还针对VPN中出现的域间流量不平衡问题,提出用BGP实现MPLSVPN域间流量平衡的方法,从而有效利用网络资源,提高网络的传输效率。该方法通过出界流量控制算法,在出口PE或发送的ASBR中配置LOCAL-PREF属性值,控制AS的出界流量；通过入界流量控制算法,保证客户AS不在提供者间或对等体间过渡流量,允许客户AS向它的部分提供商通告路由,或人为增加AS-PATH的长度,从而控制AS中入口PE或接收ASBR的入界流量。（4）针对标签交换路径的设计与维护问题,本文提出基于故障恢复模型的MPLS VPN动态路径管理算法,这一算法能够自动设计并维护VPN路径。该算法在提出备份路径设计准则的基础上,测试全连通MPLS VPN中备份路径可用性的条件,提出快速备份路径构造算法,在多故障发生时,可以动态地构造VPN路径,从而使满足客户故障恢复需求的VPN业务受干扰程度最小。