BGP在大型互联网中不对称路由的研究与实现开题报告

 2023-12-08 09:31:40

1. 研究目的与意义

随着互联网技术的迅速发展,互联网逐步渗透到人们工作、生活的方方面面,并对人们生活、企业发展和社会进步产生了巨大影响,成为了人类社会中必不可少的东西。越来越多的公司开始了自己的互联网建造。然而随着网络规模的逐渐扩大,小型互联网已经满足不了一些企业的需求,当一个网络大到一定程度时,每一台路由器都将拥有成千上万条路由条目,但并不是每一条路由条目都是路由器需要的,为解决这一问题,很多企业在构建网络时都采用了BGP协议。BGP协议非常适合在大型互联网中运行。BGP协议的统一度高,最优路径是通过13条选路原则选举产生的。而不对称路由是指数据在传输时,上行路径和下行路径不一致。

本课题是通过EVE-ng、Web IOU、secureCRT、VMware等软件来模拟大型网络中的拓扑结构和具体策略,来模拟仿真校园网的设计。通过WebIOU,VMware,浏览器等软件来进行网拓扑图的搭建,并通过secureCRT来进行设备配置,最终实现将BGP不对称路由运用在互联网环境中。

2. 课题关键问题和重难点

在现在国内的大型企业中,一般都是总部统辖整个大体,各个分公司的业务与办公都是自行处理,因此,分部与总部之间通信网络的正常就显得尤为重要。随着业务的扩展、分部的增多,网络传输的数据量增大,网络的结构也变得越来越复杂,路由条目也变得越来越多,路由转发的效率也会随之降低,对于一个企业来说,这些都是不可忽视、亟待解决的问题。BGP协议正是解决这些问题的关键所在。然而目前并没有十全十美的解决方案,BGP的使用会带来不对称路由的问题,本项目旨在研究不对称路由的影响,为了使BGP路由协议能够更好了运用在大型网络中。

整个课题大致可分为四个部分:知识学习,拓扑图搭建,数据配置,结果验证。首先对课题中涉及到的相关知识进行了解,包括各种软件的安装与使用、TCP/IP的相关知识等。随后进行拓扑图的构思与搭建。然后对相关参数进行配置,通过仿真软件进行各种检测,不断优化参数,使得网络设备能够相互连通。最后对结果进行验证,对不合适的地方进行修改和调整。

3. 国内外研究现状(文献综述)

边界网关协议(Border Gateway Protocol)是当今互联网中的域间标准路由协议。在当今世界上,互联网是由成千上万个不同的、被称为自治系统(AS)的网络组成,并且使用BGP协议交流可达性信息。随着互联网规模的不断扩大,自治系统的数量不断增多,BGP协议的重要性也与日俱增。然而在使用BGP协议进行网络设计时,必须要面临其带来的路由不对称的问题。下面对相关内容及文献进行简单描述。

首先对BGP协议进行简单的阐述。概括地说,边界网关协议BGP是为了选择出一条能够从源地址到达目的网络的路由,而并非是为了寻找到最佳路由。也就是说,BGP的主要目标是为处于不同AS中的路由器进行路由信息通信提供保障,同时确保这条路径无环即可,而并不需要计算出最短路径。在BGP出现之前曾有过EGP协议,但相比于BGP而言,EGP协议并没有良好的防环机制,不能够适应更大的网络,因此逐渐被淘汰。现在广泛采用的协议是BGP-4,它最早于1994年发布,后来又经历过多次修订,成为了当前的主流。

一个BGP系统的主要功能是和其他的BGP系统交换网络可达信息,即经由该AS可以到达哪些网络。这些信息经过汇总后,可以在路由器中构造出自治系统间互联的拓朴图,并由通过检测在该可达信息中是否出现重复的AS,可以清除路由环路。同时BGP提供了一套新的机制以支持无类域间路由,例如支持网络前缀的通告等。BGP也引入机制以支持路由聚合,包括AS路径的集合。众多的改变为提议的超网方案提供了支持。每个AS在配置自己的BGP信息时,其中的管理员要选择至少一个路由器作为该自治系统的“BGP发言人”,以实现和外部交换BGP信息。

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4. 研究方案

整个设计过程大致可以分为四个阶段。

第一阶段:学习、了解相关概念知识,具体包括:

(1)学习网络的基本体系结构以及TCP/IP模型的相关知识。从这些知识中可以得知,BGP协议是建立在TCP连接的基础上的,BGP报文需要通过TCP封装才能进行转发,因此BGP通信是可靠的。

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5. 工作计划

第1周:完成选题并查阅设计过程中所需要的资料,与导师沟通进行课题总体规划;

第2-3周:搭建开发环境,学习相关软件使用,能够使用软件进行初步的网络拓扑搭建和设备配置,撰写并提交开题报告;

第4-6周:进行课题的需求分析,并根据需求绘制网络拓扑图,完成对网络系统的初步搭建与模拟;

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