科研试验IP网网络设计

论文摘要

随着IP技术的发展，基于IP的应用越来越多，IP网将最终成为实现未来网络融合的基石和各种业务的统一网络层承载平台。但是传统的IP网络由于其最初的设计理念，很难满足业务的QoS、安全、可靠性和管控要求。本课题主要研究科研试验IP网的网络设计，作为专用IP网，它是一个集数据、话音和图像等多种业务传输和交换的综合平台，具有接入节点数目众多，接入终端类型丰富，网络上数据量较大，业务种类丰富等特点。由于其应用的特殊性，因此对数据传输的实时性、安全性和可靠性要求更加严格，对IP技术的应用更加的全面化和精细化。通过对科研试验IP网的使用方式、传输手段、网络组织结构、承载的业务和服务质量的需求分析，阐述了IP网的应用特点，探讨了保证IP网QoS、高安全、高可靠性和可管可控的各项技术，并在此基础上提出了一套详细的网络设计方案：包括网络结构设计、IP地址设计、VLAN设计、路由设计、组播设计、QoS设计、网络安全设计和网络管理设计，并结合实际应用，提出了两种典型的组网技术：卫通单向广播组网技术和IP多路同时传输组网技术。最后通过在实验室搭建模拟仿真环境，验证了网络设计的合理性和可行性。通过本课题的研究，实现了网络QoS、高安全、高可靠性和可管可控的要求。同时通过对卫星链路传输组网技术和IP多路同时传输组网技术的研究，解决了卫通资源紧张和链路切换导致数据丢包的问题，提高了网络资源的使用率和数据传输的可靠性。同时该课题的完成也为我国军用和民用网络建设提供了一种设计思路，对其他类似系统的研制具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 IP 网络现状
• 1.3 IP 网的发展方向
• 1.4 本论文的研究背景
• 1.5 本论文的内容安排
• 第二章 IP 网络基础理论
• 2.1 IP 基础知识
• 2.1.1 IP 地址的格式
• 2.1.2 IP 地址规划原则
• 2.2 以太网技术原理
• 2.2.1 以太网帧结构
• 2.2.2 以太网的 MAC 地址
• 2.2.3 以太网工作原理
• 2.3 VLAN 技术原理
• 2.3.1 VLAN 的作用
• 2.3.2 VLAN 划分方法
• 2.4 广域网协议原理
• 2.4.1 HDLC 协议原理
• 2.4.2 PPP 协议
• 2.5 路由协议基础
• 2.5.1 路由协议功能
• 2.5.2 路由的来源
• 2.5.3 路由协议介绍
• 2.6 组播技术
• 2.6.1 组播概述
• 2.6.2 组播协议介绍
• 2.7 QoS 技术原理
• 2.7.1 QoS 概述
• 2.7.2 QoS 模型
• 2.8 网络安全技术
• 2.8.1 网络安全概述
• 2.8.2 网络安全措施
• 2.9 网络管理技术
• 2.9.1 网络管理概述
• 2.9.2 网络管理技术
• 第三章 科研试验 IP 网网络架构设计
• 3.1 网络结构设计
• 3.1.1 体系结构
• 3.1.2 组网结构
• 3.1.3 小结
• 3.2 IP 地址设计
• 3.2.1 IP 地址的类别
• 3.2.2 IP 地址划分
• 3.2.3 小结
• 3.3 VLAN 设计
• 3.3.1 VLAN 的类型
• 3.3.2 VLAN 的划分
• 3.3.3 小结
• 3.4 路由设计
• 3.5 组播路由设计
• 3.6 网络安全设计
• 3.6.1 端口隔离和端口安全技术
• 3.6.2 IP/MAC/PORT 绑定技术
• 3.6.3 VLAN
• 3.6.4 ACL
• 3.6.5 网络安全设备
• 3.6.6 小结
• 3.7 网络管理设计
• 3.7.1 专业网管系统
• 3.7.2 综合网管系统
• 3.7.3 流量监测系统
• 3.7.4 小结
• 第四章 关键技术的设计与实现
• 4.1 卫通单向广播组网技术设计与实现
• 4.1.1 网络结构
• 4.1.2 单播传输
• 4.1.3 组播传输
• 4.1.4 网络结构的改进
• 4.1.5 小结
• 4.2 IP 多路同时传输组网技术设计与实现
• 4.2.1 网络结构
• 4.2.2 技术分析
• 4.2.3 单播传输
• 4.2.4 组播传输
• 4.2.5 小结
• 4.3 QoS 技术设计与实现
• 4.3.1 报文的分类
• 4.3.2 优先级标识
• 4.3.3 流量监管和流量整形
• 4.3.4 队列调度
• 4.3.5 端口物理限速
• 4.3.6 小结
• 第五章 实验与结果验证
• 5.1 实验环境
• 5.1.1 实验验环境介绍
• 5.1.2 测试设备
• 5.1.3 测试仪表
• 5.2 测试内容
• 5.2.1 连通性测试
• 5.2.2 组播功能测试
• 5.2.3 QoS 功能测试
• 5.2.4 卫通广播功能测试
• 5.2.5 IP 多路同时传输功能测试
• 5.2.6 网络传输性能测试
• 5.2.7 网管功能测试
• 5.2.8 网络安全功能测试
• 5.3 实验结果及分析
• 5.3.1 连通性测试结果
• 5.3.2 组播功能测试结果
• 5.3.3 QoS 功能测试结果
• 5.3.4 卫通广播功能测试结果
• 5.3.5 IP 多路同时传输功能测试结果
• 5.3.6 网络传输性能测试结果
• 5.3.7 网管功能测试结果
• 5.3.8 网络安全功能测试结果
• 5.4 问题分析与设计调整
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果