BGP路由协议辅助教学系统的设计与实现

论文摘要

随着计算机网络技术和数据通信技术的不断融合,计算机网络已经成为了人们日常生活的重要组成部分。BGP作为互联网域间的路由协议,承载着各种各样的数据通信技术,它们都利用BGP丰富的属性来传递自己的信息。可是由于网络协议内容的较强理论性和协议流程的抽象性,一直以来对于网络协议的学习都是《计算机网络》学习过程中的重点和难点。针对传统的教学模式和教学手段无法让学习者对协议的工作流程有一个直观而形象的认识的这一问题,本文从协议学习者的心理出发,以实现BGP路由协议流程的图形化动态演示为目标,在分析了目前相关研究的基础上,提出了一个基于分布控制的BGP路由协议辅助教学系统——YHELS-BGP（YH Electronic Learning System - BGP）的结构设计,并完成了原型系统的实现。本文利用BGP路由协议仿真和虚拟接口技术设计实现了YHELS-BGP,并实现了在局域网环境中对虚拟骨干网络环境的仿真。本系统由显控服务器和分布式BGP路由仿真平台组成,通过对XORP（可扩展开放路由器平台）BGP进行了扩展,BGP路由仿真平台实现了对教学观察点进行了教学信息提取与汇总（协议状态和事件变化、交互报文等）;显控服务器利用MySQL数据库的异步数据存取和QT GUI图形化界面编程技术,实现了对协议流程的动态演示。系统从BGP网络协议的教学重点、难点出发,综合了状态数据的采集、数据信息的编码、汇总与传输、分布控制等技术,实现了对BGP网络协议的动态演示,让协议的学习者对协议的工作过程能有一个直观的认识和了解。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 计算机辅助教学的发展与现状
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 国内外CAI 的发展概况
• 1.2 课题背景
• 1.3 课题研究内容及成果
• 1.4 论文结构
• 第二章 基于分布控制的BGP 辅助教学系统
• 2.1 BGP-4 协议
• 2.1.1 协议概述
• 2.1.2 协议特点
• 2.1.3 报文类型
• 2.1.4 路由信息处理
• 2.1.5 BGP 邻居的有限状态机（FSM）简介
• 2.2 YHELS-BGP 总体结构设计
• 2.3 案例构造
• 2.3.1 教学案例一
• 2.3.2 教学案例二
• 2.3.3 教学案例三
• 2.3.4 教学案例四
• 2.3.5 教学案例五
• 2.4 本章小结
• 第三章 主从式分布控制的设计与实现
• 3.1 分布控制进程的设计与实现
• 3.1.1 配置分发模块
• 3.1.2 信息收集模块
• 3.2 分布控制进程与显控主进程的交互
• 3.2.1 与协议案例构造模块的交互
• 3.2.2 与协议过程呈现模块的交互
• 3.3 分布控制代理的设计与实现
• 3.3.1 与BGP 路由协议仿真交互
• 3.3.2 有名管道的设计与使用
• 3.3.3 与本地配置管理的交互
• 3.3.4 与分布控制进程的交互
• 3.4 本章小结
• 第四章 显控服务器的总体设计与实现
• 4.1 显控服务器结构设计
• 4.1.1 用户交互进程
• 4.1.2 分布控制进程
• 4.1.3 协议运行状态数据库
• 4.1.4 网络控制接口
• 4.2 图形化界面的设计与实现
• 4.2.1 开发工具的选择
• 4.2.2 图形化界面的实现
• 4.4 协议运行状态数据库的设计与实现
• 4.4.1 数据库的选择
• 4.4.2 数据表的设计
• 4.4.3 数据库接口实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 BGP 路由仿真平台的设计与实现
• 5.1 BGP 协议路由仿真平台的结构设计
• 5.1.1 BGP 路由协议仿真
• 5.1.2 配置管理模块
• 5.1.3 分布控制代理
• 5.1.4 虚拟网络接口
• 5.2 BGP 协议仿真模块的设计与实现
• 5.2.1 XORP BGP 实现原型分析
• 5.2.2 XORP BGP 中的信息采集点
• 5.2.3 外部数据采集的实现
• 5.2.4 BGP 内部状态采集的实现
• 5.2.5 采集信息的编码与汇总
• 5.3 虚拟网络接口的设计与实现
• 5.3.1 虚拟网络接口的设计
• 5.3.2 虚拟网络接口的实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统演示与功能验证
• 6.1 演示环境搭建
• 6.1.1 演示环境
• 6.1.2 环境搭建所要完成的内容
• 6.1.3 演示环境搭建的过程与结果
• 6.2 功能演示与验证
• 6.2.1 演示内容
• 6.2.2 演示过程与结果
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文的工作总结
• 7.2 下一步的工作目标
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 附录A 数据编码