VPN按优先级快速收敛的设计与实现

论文摘要

本论文课题来源于国内通信设备制造商H公司的一个实际的开发项目。该项目是由迫切的市场需求驱动的。本文作者全程参加该项目的设计和开发,对项目的核心模块进行了大量的编码。本课题的论述是基于当今大量使用的BGP/MPLS IP VPN网络模型。随着信息社会的发展,VPN业务大规模部署,VPN的路由量迅速增长,VPN用户对BGP/MPLS IP VPN网络的收敛速度提出了更高的要求。同时,某些VPN用户提出希望获得更好的服务质量,以确保该VPN业务的可靠性。针对这些市场要求,本文首先分析BGP /MPLS IP VPN服务模型对VPN路由现有的处理流程。通过对各种BGP /MPLS IP VPN服务模型在不同应用场景下的分析,总结出问题的核心是如何提高PE和ASBR上的大量的私网路由和VPNV4路由的收敛速度,并划分不同的处理优先级。基于这些具体的需求,我们在设计章节对收敛速度的处理引入了缓存表的机制,利用相同属性的VPN路由处理结果相同的特点来优化VPN路由的处理流程。对于优先级,我们提出了根据不同的RD对VPN路由进行分类处理的策略,从而达到满足不同层次的VPN用户对路由处理速度的要求。在实现章节中,根据前面的设计思路,重新设计了大量的数据结构。同时,对相关的VPN路由的接收和发送流程进行了大量的改进,从而达到了提高VPN路由的收敛速度和按优先级处理VPN路由的目的。经测试,优化后的VPN处理流程很好的满足了前面的两个用户需求。整个项目的开发严格按照IPD-CMM流程进行,各个阶段的缺陷密度均在质量目标范围之内,项目质量良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 虚拟专用网技术
• 1.2 路由收敛概述
• 1.3 课题背景
• 1.4 全文的组织结构
• 第二章 BGP/MPLS IP VPN模型
• 2.1 BGP/MPLS IP VPN模型概述
• 2.2 BGP及其在BGP/MPLS IP VPN的应用
• 2.2.1 边界网关协议BGP
• 2.2.2 BGP的属性机制
• 2.2.3 共享地址空间
• 2.3 MPLS及其在BGP/MPLS IP VPN的应用
• 2.3.1 多协议标签交换MPLS
• 2.3.2 MPLS中的一些概念
• 2.3.3 MPLS在BGP/MPLS IP VPN模型中的应用
• 2.4 BGP/MPLS IP VPN模型的报文转发
• 2.4.1 控制流
• 2.4.2 数据流
• 2.5 跨域BGP/MPLS IP VPN模型
• 2.5.1 第一种跨域VPN模型
• 2.5.2 第二种跨域VPN模型
• 2.5.3 第三种跨域VPN模型
• 2.6 小结
• 第三章 VPN按优先级快速收敛的总体设计
• 3.1 BGP/MPLS IP VPN网络中路由的分析
• 3.1.1 基本BGP/MPLS IP VPN模型路由的分析
• 3.1.2 第一种跨域VPN模型路由的分析
• 3.1.3 第二种跨域VPN模型路由的分析
• 3.1.4 第三种跨域VPN模型路由的分析
• 3.1.5 小结
• 3.2 VPN路由快速收敛的设计
• 3.2.1 接收路由流程的分析和改进
• 3.2.2 发送路由流程的分析和改进
• 3.2.3 接收和发送流程的进一步分析
• 3.2.4 小结
• 3.3 VPN路由按优先级处理的设计
• 3.3.1 VPN优先级的设置
• 3.3.2 VPN优先级队列的设置
• 3.3.3 小结
• 第四章 VPN按优先级快速收敛的实现
• 4.1 整体数据结构描述
• 4.1.1 BGP和各路由模块之间的关系
• 4.1.2 BGP模块的组织结构
• 4.2 VPN路由快速收敛的实现
• 4.2.1 数据结构
• 4.2.2 VPNV4 路由的接收流程
• 4.2.3 VPNV4 路由的发送流程
• 4.2.4 缓存表的定时更新
• 4.2.5 小结
• 4.3 VPN路由按优先级处理的实现
• 4.3.1 数据结构
• 4.3.2 对优先级队列的调度
• 4.3.3 小结
• 第五章 测试
• 5.1 VPN路由快速收敛的测试
• 5.2 VPN路由按优先级处理的测试
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献