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1、浙江大学硕士学位论文 摘要VPLS网络拓扑发现机制及配置自动化的研究与实现摘要自1997年4月IETF成立的MPLS标准化工作组最终确定MPLS（Multiprotocol Label Switching）这个术语至今，MPLS领域内各种技术得到了长足的发展，同时也提出了更高的需求。最初只是为了提高路由器的转发速度而提出的一个协议，但随着硬件技术的进步，采用ASIC和NP进行转发的高速路由器和三层交换机得到广泛应用，提高转发速度的初衷已经没有意义。但是，MPLS支持多层标签和面向连接的特点，使得其在VPN、流量工程（TE）、QoS等方面得到广泛应用。VPLS（Virtual Private L
2、AN Service）便是作为MPLS在VPN中点到多点的一种应用。它能够将跨域的虚拟专用网的用户，通过运营商网络进行连接，使各用户站点的连接效果像是在同一个局域网内部一样。以太网技术的高速发展、分组业务比例的迅速增高，运营商在可扩展性、多业务、质量和经济性上有了更高的需求，PTN应运而生。IETF模型中点到多点的VPLS与MEF模型的E-LAN和E-Tree相对应，成为PTN关键技术之一。本文主要研究VPLS网络中的Martini方式，并针对现有的实现和需求，在拓扑发现和自动化配置方面进行了技术的改进。同时结合一篇个人专利，在已有改进方案的基础上提供了更加丰富的QoS和业务区分的服务，对VP
3、LS已有的一些不足进行了改进。目前，绝大多数通信厂家已经能够支持MPLS主要业务，故在VPLS已经渐进成熟并广泛应用的今天，本篇论文所提出的技术解决方案更具有实际价值。关键词：MPLS，VPN，PTN，VPLS，Martiniii浙江大学硕士学位论文 AbstractAbstractWhile a new standardized workgroup of IETF was established since April 1997, the term of MPLS was also confirmed, and the technique of MPLS got a substantial
4、development and more needs were required at the same time. At the very beginning, MPLS was just a protocol using for elevating the speed of router forwarding, however, with the improvement of hardware technique, Layer-3 Switcher using ASIC and NP for forwarding is widely used. Nowadays, for its uniq
5、ue feature, MPLS specialize in VPN, TE and QoS. VPLS is the multi-peers MPLS in VPN. It can make user sites connection in the same LAN by SP network for multi-as user.With the high speed development of Ethernet Technology and the rise of packet service proportion, more needs were required in expand,
6、 business,quality and economic for SP, PTN came into being. The multi-peers VPLS in IETF mode is one of the most key PTN techniques, with contrary to E-Lan and E-Tree in MEF mode.This thesis mainly studies the Martini VPLS network, and makes technical improvement in topology discovery and automatic
7、configuration in terms of existing realization and needs. At the same time, it provides more affluent QoS and business distinguish service, and makes some improvement for disadvantages of VPLS based on the existing improvement scheme combining with a patent. Nowadays, the majority of communication c
8、ompanies have already supported MPLS business, therefore, in the times when VPLS has been more muture continuously and is widely used, the technique solution this thesis illustrates is more practical and valuable.Key Words：MPLS, VPN, PTN, VPLS, Martini iii浙江大学硕士学位论文 目录目录摘要iAbstractii图目录IV表目录VI第1章 绪论
9、11.1 MPLS的应用和发展11.2 PTN网络中MPLS技术的应用11.3 MPLS在VPN技术上的应用21.4 选题背景31.4.1 工程实践环节工作内容31.4.2 论文题目的引出41.5 论文主要内容及结构安排41.5.1 论文研究方法及主要内容41.5.2 论文的结构安排5第2章 MPLS体系结构及MPLS VPN72.1 MPLS简介72.2 MPLS的发展72.3 MPLS基本概念82.4 MPLS网络结构102.5 LSP建立与标签的发布和管理102.5.1 LSP建立102.5.2 标签的发布和管理112.6 MPLS数据转发过程132.6.1 标签转发表构成132.6.2
10、 MPLS数据转发142.6.3 倒数第二跳弹出152.7 LDP协议152.7.1 LDP基本概念152.7.2 LDP消息类型162.7.3 LDP工作过程162.8 目前MPLS的主要应用172.8.1 在IP网络的流量工程方面172.8.2 在IP网络的QoS方面182.8.3 在IP网络的服务功能方面192.9 MPLS VPN202.9.1 VLL222.9.2 VPLS222.9.3 L3VPN222.9.4 三种MPLS VPN的比较222.10 本章小结25第3章 VPLS技术263.1 VPLS简介263.1.1 产生背景263.1.2 VPLS的技术优点263.2 VPL
11、S技术实现273.2.1 概念介绍273.2.2 VPLS网络架构283.2.3 MAC地址管理293.2.4 环路避免313.2.5 H-VPLS实现方式313.3 VPLS中两种信令方式的比较353.4 VPLS技术的应用363.5 本章小结37第4章 二层组播技术在VPLS网络中的应用384.1 IGMP Snooping简介384.2 IGMP Snooping原理384.3 IGMP Snooping基本概念394.3.1 IGMP Snooping相关端口394.3.2 IGMP Snooping动态端口老化定时器394.3.3 IGMP Snooping工作机制404.4 IGM
12、P Snooping查询器414.4.1 动态端口老化定时器414.4.2 IGMP Snooping查询器414.4.3 查询和响应424.4.4 IGMP查询报文源IP地址424.5 IGMP Snooping端口功能424.5.1 静态端口424.5.2 模拟主机加入434.5.3 端口快速离开434.6 IGMP Snooping策略434.6.1 组播组过滤器434.6.2 丢弃未知组播数据报文434.6.3 IGMP成员关系报告报文抑制444.6.4 端口加入的组播组最大数量444.6.5 组播组替换444.7 本章小结45第5章 VPLS网络自动化配置及拓扑发现机制的实现465.
13、1 方案研究目标465.1.1 现状和问题465.1.2 VPLS的发展需求475.1.3 方案拟解决问题515.2 方案分析设计525.2.1 方案简介525.2.2 实现方案525.3 方案应用举例725.4 本章小结76第6章 总结与展望77参考文献78作者简历81致谢82I浙江大学硕士学位论文 表目录图目录图2. 1 标签的封装结构8图2. 2 标签交换路径9图2. 3 MPLS网络结构10图2. 4 动态LSP建立过程11图2. 5 标签发布方式12图2. 6 独立标签控制方式13图2. 7 MPLS转发过程示意图14图3. 1 VPLS组网图27图3. 2 VPLS网络架构28图3
14、. 3 MAC地址学习30图3. 4 LSP接入方式32图3. 5 QinQ接入方式33图3. 6 LSP接入方式的冗余保护34图3. 7 QinQ接入方式的冗余保护34图4. 1 运行IGMP Snooping前后的对比39图5. 1 VPLS数据中心解决方案组网51图5. 2 VPLS不支持IGMP-snooping的情况53图5. 3 VPLS支持IGMP-snooping的情况54图5. 4 IGMP SNOOPING报文格式54图5. 5 IGMP SNOOPING报文类型可选字段55图5. 6 IGMPv2、IGMPv3查询报文格式56图5. 7 IGMPv2、IGMPv3 成员关系报告报文格式57图5. 8 利用LDP信令协议建立PW60图5. 9 LDP方式PW建立与拆除过程60图5. 10 利用BGP信令协议建立PW61图5. 11 BGP方式PW建立与拆除过程62图5. 12
