虛擬專用網(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,成為近年來快速發(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)勢的專用數(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)的目標對未來虛擬專用網(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,未來的虛擬專用網(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,具有同時支持數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務(wù)的能力；支持組播、服務(wù)質(zhì)量和移動性；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VPN組播、移動和服務(wù)質(zhì)量等關(guān)鍵技術(shù),主要研究工作與創(chuàng)新點如下:
　　 1、提出了基于虛擬路由器VR VPN的用戶站點組播及骨干網(wǎng)絡(luò)上的三種組播方案。首先,在用戶站點組播實現(xiàn)方面提出了

3、組播代理源/RP機制,基本思想是將與用戶站點相連的VR作為站點內(nèi)部的組播代理源/RP,VR作為用戶站點組播流的出入接口,配置方式簡單固定,為整個網(wǎng)絡(luò)提供一致的視圖,可以有效地減少站點內(nèi)部的路由迂回和環(huán)路,實現(xiàn)了對VPN站點內(nèi)部組播狀態(tài)完整的控制。其次,針對不同的VR拓撲結(jié)構(gòu)提出三種骨干網(wǎng)絡(luò)上的組播實現(xiàn)方案,分別是基于共享樹的組播、基于有源樹的組播以及基于聚合共享樹的組播,并從可擴展性、安全性、資源利用率、服務(wù)質(zhì)量四個方面進行分析評價。結(jié)

4、果表明,本文提出的組播實現(xiàn)機制在擴展性、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稱的正反向隧道的移動VPN方案。通過IPSec安全協(xié)議提供數(shù)據(jù)源驗證以及數(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稱的特點建立非對稱隧道,以合理的負載代價實現(xiàn)了傳輸效率的優(yōu)化,通過預(yù)協(xié)商機制實現(xiàn)移動節(jié)點無縫切換功能。方案有效地解決了移動VPN節(jié)點漫游過程中的注冊問題和數(shù)據(jù)傳輸,對現(xiàn)

5、有VPN基礎(chǔ)設(shè)施改動較小,利于實際部署。理論分析了方案在MIPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的適用性,并提出了移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的改進方案。
　　 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,在無需預(yù)知VPN網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和詳細的流量分布矩陣前提下,依據(jù)對到達流的速率估算來實時分配軟管預(yù)留資源,從而得到可預(yù)測的QoS性能保障及帶寬的復(fù)用增益。該模型可以實現(xiàn)VPN網(wǎng)絡(luò)吞吐量的最大化,并具有良好的可擴展性。為了更有效地