虛擬專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、摘要:隨著網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)和企業(yè)間安全通信需求的迅猛發(fā)展,虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(VirtualPrivate Network,VPN)技術(shù)成為了寬帶互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和研究的熱點(diǎn),成為近年來(lái)快速發(fā)展并得到應(yīng)用普及的新興互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。VPN是一種利用公眾信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、隧道協(xié)議和安全技術(shù)提供具有保密性、靈活性和低成本優(yōu)勢(shì)的專(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。下一代網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)互通、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)連接、多層次的服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)對(duì)未來(lái)虛擬專(zhuān)用網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求。為了適應(yīng)下一代網(wǎng)

2、絡(luò)的發(fā)展變化,未來(lái)的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)技術(shù)應(yīng)更加具多樣性與靈活性,技術(shù)服務(wù)與需求趨向緊密結(jié)合,在保證安全的前提下,具有同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)的能力；支持組播、服務(wù)質(zhì)量和移動(dòng)性；接入技術(shù)的多樣性、復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力和互操作性。
　　 本論文針對(duì)VPN組播、移動(dòng)和服務(wù)質(zhì)量等關(guān)鍵技術(shù),主要研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1、提出了基于虛擬路由器VR VPN的用戶站點(diǎn)組播及骨干網(wǎng)絡(luò)上的三種組播方案。首先,在用戶站點(diǎn)組播實(shí)現(xiàn)方面提出了

3、組播代理源/RP機(jī)制,基本思想是將與用戶站點(diǎn)相連的VR作為站點(diǎn)內(nèi)部的組播代理源/RP,VR作為用戶站點(diǎn)組播流的出入接口,配置方式簡(jiǎn)單固定,為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供一致的視圖,可以有效地減少站點(diǎn)內(nèi)部的路由迂回和環(huán)路,實(shí)現(xiàn)了對(duì)VPN站點(diǎn)內(nèi)部組播狀態(tài)完整的控制。其次,針對(duì)不同的VR拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提出三種骨干網(wǎng)絡(luò)上的組播實(shí)現(xiàn)方案,分別是基于共享樹(shù)的組播、基于有源樹(shù)的組播以及基于聚合共享樹(shù)的組播,并從可擴(kuò)展性、安全性、資源利用率、服務(wù)質(zhì)量四個(gè)方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。結(jié)

4、果表明,本文提出的組播實(shí)現(xiàn)機(jī)制在擴(kuò)展性、安全性和服務(wù)質(zhì)量方面優(yōu)于現(xiàn)有的VPN組播方案。
　　 2、提出了一種基于非對(duì)稱(chēng)的正反向隧道的移動(dòng)VPN方案。通過(guò)IPSec安全協(xié)議提供數(shù)據(jù)源驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)的完整性和保密性服務(wù),在確保安全性的基礎(chǔ)上,利用互聯(lián)網(wǎng)上下行流量分布非對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)建立非對(duì)稱(chēng)隧道,以合理的負(fù)載代價(jià)實(shí)現(xiàn)了傳輸效率的優(yōu)化,通過(guò)預(yù)協(xié)商機(jī)制實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)無(wú)縫切換功能。方案有效地解決了移動(dòng)VPN節(jié)點(diǎn)漫游過(guò)程中的注冊(cè)問(wèn)題和數(shù)據(jù)傳輸,對(duì)現(xiàn)

5、有VPN基礎(chǔ)設(shè)施改動(dòng)較小,利于實(shí)際部署。理論分析了方案在MIPv6以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的適用性,并提出了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的改進(jìn)方案。
　　 3、提出了一種基于VPN軟管模型的滿足最大最小公平性的帶寬資源分配模型,在無(wú)需預(yù)知VPN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和詳細(xì)的流量分布矩陣前提下,依據(jù)對(duì)到達(dá)流的速率估算來(lái)實(shí)時(shí)分配軟管預(yù)留資源,從而得到可預(yù)測(cè)的QoS性能保障及帶寬的復(fù)用增益。該模型可以實(shí)現(xiàn)VPN網(wǎng)絡(luò)吞吐量的最大化,并具有良好的可擴(kuò)展性。為了更有效地