基于虚拟化技术的高可用校园网络路由解决和实现

论文摘要

校园网络是现代教育信息化的基础,是所有软硬件信息化系统的基本承载平台,保障校园网络的不间断运行是所有信息化服务的基础,因而信息服务部门必须提供高可用的校园网络。随着“绿色IT”的提出,信息服务也要考虑节能减排,而虚拟化技术的引入为此提供了很大帮助。通过使用服务器虚拟化方案不仅可以大大减少能源消耗,同时又可以带来可用性方面的提升首先分析了当前校园信息化建设的现状,多网络出口却带宽不足,对这些接口的合理使用带来了多出口路由的需求,而对于节能减排和高可用性方面需求可以通过引入虚拟化技术使用较低的成本来实现。介绍虚拟化技术的发展和优势,在此基础上提出基于虚拟化技术构建虚拟化PC服务集群的方案,详细描述以VMware vSphere虚拟化技术实现集群分布式结构和热备切换方案。之后介绍基于虚拟化集群的多出口路由、NAT、访问日志的设置,阐述了支持OSPF协议的虚拟路由器的设计以及图形化路由管理接口的设计。从而给出一个可行的基于虚拟化技术的校园网络多出口路由整体解决方案。本文的主要贡献包括：1.立足于校园网络的实际情况：多出口、小带宽、资金少、节能减排和高可用性的需求,提出采用服务器虚拟化方案使用Linux虚拟主机构建虚拟化多出口路由器的方法。2.实现了高可用性的服务器虚拟化集群部署和管理方案,对可能的故障的可用性分析及处理对策。3.在Linux内核多路由表的基础上设计了OSPF协议的支持模块,并设计了可视化的图形界面用于维护多路由策略和接口。4.通过图形界面对Linux内核进行控制,使用用户的网络访问通过虚拟网关时采用定制的策略选择最快的路由线路。而虚拟网关上的OSPF模块可以与邻接的路由器进行交互,形成一个整体的路由网络。在系统设计中,由于一般路由器都通过命令行窗口操作,而本文采用了完整Linux内核,可以通过开发图形界面来提高策略路由管理的易用性。而单独的虚拟路由器无法与其他邻接的路由器交换信息,于是开发了OSPF插件,它插接在内核之上,形成完整的路由网络。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 校园网络的现状
• 1.2 绿色IT是节能型校园建设的重要组成部分
• 1.3 校园网络面临的主要问题
• 1.4 本课题的主要研究工作
• 1.5 本文的章节安排
• 第二章 虚拟化技术与IP路由和NAT
• 2.1 虚拟化技术定义及其分类
• 2.2 VMWARE VSPHERE简介
• 2.3 VMWARE VSPHERE的分布式与高可用性
• 2.4 IPV4路由与NAT技术
• 2.5 策略路由与NAT技术在LINUX中的实现
• 2.6 SPF算法
• 2.7 高可用性多出口路由遵守的规范
• 第三章 高可用校园网络的需求分析
• 3.1 校园网的基本情况
• 3.2 系统的设计原则
• 3.3 功能性需求
• 3.4 可用性需求
• 第四章 多出口策略路由器的设计与实现
• 4.1 多出口策略路由器的整体架构
• 4.2 OSPF模块的设计
• 4.2.1 路由器的构成
• 4.2.2 OSPF邻接路由通讯模块的设计
• 4.3 管理界面的设计
• 4.3.1 接口管理模块的设计
• 4.3.2 策略路由管理模块的设计
• 4.4 NAT与日志的设计
• 第五章 基于虚拟化技术的部署方案
• 5.1 物理结构的部署
• 5.2 逻辑结构的部署
• 5.3 高可用性策略
• 5.3.1 高可用性接入控制策略
• 5.3.2 冗余的网络配置应对单点故障
• 5.4 运行情况
• 第六章 结论
• 6.1 本文主要工作与方案的优势
• 6.2 不足与展望
• 参考文献
• 致谢