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T比特路由器VPLS的研究与实现

2020-11-22阅读(871)

T比特路由器VPLS的研究与实现

论文摘要

ISP可基于MPLS骨干网向用户提供VPLS服务,它是一种仿真的以太网技术,用于在链路层互连用户的跨区域多分支以太局域网。ISP通过位于MPLS骨干网边缘的PE(Provider Edge)向用户提供VPLS服务。为简化VPLS中规避回环分组的方案设计,各PE之间以VC连接形成全互连拓扑,这导致VPLS中VC的数量将随PE节点的增加而呈幂函数增长,若手工配置这些VC,将使得VPLS网络难以维护。所以有必要引入PE自动发现机制以简化VPLS中VC的配置过程。 目前可采用BGP、LDP作为VPLS的信令协议。在BGP中,可利用BGP路由反射器实现PE自动发现机制,但由于BGP较为复杂且实现VPLS时还需有机结合BGP与MPLS,实现难度较大;相对地,LDP信令机制较为简单,而且LDP本身就是MPLS的控制协议,以LDP实现VPLS可显著降低实现难度,基于上述考虑,T比特路由器采用LDP作为VPLS的信令协议。然而LDP也有其缺陷——目前LDP还没有定义PE自动发现的功能。 本文将在分析LDP的基础上,对在LDP中引入PE自动发现机制进行较深入的研究,并提出一种可显著简化VPLS网络配置的PE自动发现机制。本文所做的主要工作如下: ◆改进现有LDP协议的VC创建过程。 首先分析现有LDP的VC创建过程,并提出了一种改进的VC创建过程,此改进的创建过程实现了只需配置VC的任意一端PE节点即可自动创建到对端的VC连接,避免了原来需要同时配置VC两端PE节点的缺点,为后续设计PE自动发现机制奠定了基础。 ◆基于改进的VC创建过程,为LDP协议引入PE自动发现机制。 基于改进的VC创建过程,分析得知,实现PE自动发现机制的关键在于如何让PE节点自动获知VPLS中其他所有节点的传输地址(Transport Address)。为此本文先总结了目前PE节点获知其他节点的Transport Address的方法,为了实现PE自动发现机制,本文又引入了一种新的获知方法,并提出了相应的两种Transport Address分发规则,随后分析了通过上述获知方式和分发规则实现PE自动发现功能的条件,并以PE自动发现定理的形式证明了以上述获知方式和分发规则设计PE自动发现机制的可行性,随后在综合各种获知方式和分发规则的基础上设计了PE自动发现机制的工作流程并明确了其正常工作的条件。此自动发现机制可将VPLS的配置复杂度从O(n~2)降到O(n)。 ◆基于上述研究成果,在结合T比特路由器系统结构并综合考虑各种因素的基础上,本文给出了VPLS在T比特路由器中的实现方案。由于引入了PE自动发现模块,此实现方案可显著简化VPLS的配置过程,并且还实现了PE中不同VPLS实例之间的独立性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1.1 研究背景
  • §1.2 本文的主要贡献
  • §1.3 本文的结构和安排
  • 第二章 基于MPLS的VPLS
  • §2.1 MPLS技术原理
  • §2.1.1 基本概念
  • §2.1.2 MPLS网络及LSR的功能结构
  • §2.1.3 MPLS控制平面
  • §2.1.4 MPLS转发平面
  • §2.2 基于MPLS的VPLS
  • §2.2.1 VPLS服务模型
  • §2.2.2 VPLS转发平面的模块组成
  • §2.2.3 以太帧在VPLS中的封装转发
  • §2.3 本章小结
  • 第三章 LDP协议PE自动发现机制的研究
  • §3.1 LDP扩展协议的VC创建过程
  • §3.1.1 session会话的创建过程
  • §3.1.2 基于Session会话的VC创建过程
  • §3.2 改进的VC创建过程
  • §3.3 基于改进过程的PE自动发现机制
  • §3.3.1 Transport Address的获知方式
  • §3.3.2 分发规则和维护规则
  • §3.3.3 PE自动发现定理及其证明
  • §3.3.4 PE自动发现机制的流程设计
  • §3.3.5 引入PE自动发现机制前后的对比
  • §3.4 本章小结
  • 第四章 Tbit路由器中VPLS的设计与实现
  • §4.1 VPLS模块在T比特路由器中的位置
  • §4.2 VPLS模块的功能需求及子模块组成
  • §4.3 VPLS控制平面的设计与实现
  • LDP和VMNSM'>§4.3.1 VMLDP和VMNSM
  • §4.3.2 VC标记分发模块
  • §4.3.3 VC标记转发信息的下发
  • §4.3.4 PE自动发现模块
  • §4.3.4.1 VC创建过程的改进实现
  • §4.3.4.2 PE自动发现模块的实现
  • §4.4 VPLS转发平面的设计与实现
  • §4.4.1 VC标记转发信息库
  • §4.4.2 分组接收模块
  • §4.4.3 VPLS网桥模块
  • §4.4.4 转发决策模块
  • §4.4.5 标记分组封装模块
  • §4.4.6 分组发送模块
  • §4.5 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • §5.1 总结
  • §5.2 技术展望及后续工作
  • 致谢
  • 参考文献

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