基于BGP的企业网互连设计与实现毕业论文.docx 80页

'学科分类号0810本科学生毕业论文（设计）题目(中文)：基于BGP的企业网互连设计与实现（英文）：TheDesignandImplementationofBGPofInterconnectionofEnterpriseNetwork姓名：学号：院（系）：专业、年级：指导老师：18 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　18 本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名：二○一二年月日18 毕业论文（设计）任务书课题名称：基于BGP的企业网互连设计与实现学生姓名：系别：专业：指导教师：2011年10月16日18 1、关键词：BGP；OSPF；网络拓扑；模拟器；IOU；andlinux2、毕业论文（设计）内容要求：BGP是一种不同自治系统的路由器之间进行通信的外部网关协议。使用BGP就能很好的解决上面的问题。本文目的在于验证BGP在大型企业网络互连中的适应性。通过对BGP协议原理的阐述和研究来证实原理的可行性。之后用一个企业网互连的具体解决方案来论证这一观点。通过Cisco公司的IOU的仿真，发现通过BGP的互连，总部和分部都能够自由的互访。因此使用BGP作为企业网互连的网络协议是完全可行的。3、文献查阅指引：[1]周小勇.大规模网络流量实时分析技术的研究与实现[D].国防科学技术大学,2006[2]杨豹.BGP路由服务平台的研究与实现[D].国防科学技术大学,2006[3]曾凡宇.域间路由优化工具BGP_ROM的设计与实现[D].国防科学技术大学,2006[4]王乐春.域间路由协议BGP-4健壮性测试技术的研究[D].国防科学技术大学,2005[5]王大东.基于BGP的域间流量工程研究[D].东北大学,2006[6](美)RandyZhang  MicahBartell著，黄博葛建立（译）BGP设计与实现人民邮电出版社2008年9月[7][美]SamHalabi傅道坤（译）Internet路由结构(第2版)人民邮电出版社2011-6[8][美]RandyZhangMicahBartell著李际（译）Cisco技术经典书籍:BGP设计与实现(正版重新出版)人民邮电出版社2008－9[9]张晖杨云，计算机网络实训教程人民邮电出版社2008-11[10]张基温计算机网络技术（第2版）高等教育出版社2008-9[11]胡道元网络设计师清华大学出版社20054、毕业论文（设计）进度安排：第一阶段：2011/9/25-2011/9/27选择论文题目第二阶段：2011/9/28-2012/1/8收集资料,准备开题报告，并书写任务书和开题报告书，同时整理资料。第三阶段：2012/1/9-2012/1/9书写毕业论文第四阶段：2012/1/10-2012/5/4在导师的指导下完善，并修改论文。第五阶段：2012/05/06-2012/05/15打印，装订毕业18 系意见：负责人签名：注：此报告应根据下达的毕业设计(论文)任务书，在指导教师的指导下由学生独立撰写，并于毕业设计(论文)开始后一周内完成。可加附页18 湖南科技学院本科毕业论文（设计）开题报告书论文（设计）题目基于BGP的企业网设计与实现作者姓名　　所属系、专业、年级指导教师姓名、职称预计字数15000开题日期选题的根据：（1）本选题的理论、实际意义①当前我国大型企业是总公司统辖全整个大体，各个地方的业务都由本地的分公司自行处理。而总公司和分公司之间的各种通信的往来就是十分重要的问题。随着现在Internet的发展，总公司和分公司利用因特网来进行通信已经成为时代的潮流。随着公司的业务的发展，其下属的业务点越来越多，随之而来的就是传输数据的变大，网络拓扑的复杂，一旦变更，拓扑收敛速度问题，网络路由条目的增加等等一系列的问题，这就对网络的要求越来越高。尤其是总公司和分公司，分公司和分公司之间的路由交互信息量会非常巨大，就需要一个很好的协议来处理这个问题！而BGP就能很好的解决这个问题！②中国互联网长期以来存在电信网通南北“割据”，虽然互联却不互通的状况。这种情况在网站上的表现，即是用网通接入的网站，使用电信线路的网民访问速度极慢，使用电信线路接入的网站，使用网通线路的网民访问速度极慢。利用BGP多线接入技术就能很好解决上述问题③ BGP是可靠的，基于TCP（PortNumer179）进行建立和维护连接，并且具有并使用TCP的滑动窗口的机制来更新路由表，可以支持一次性的大量路由条目的更新.BGP是增量更新，同时也是触发更新；周期性的发送Keepalive信息来验证TCP连接是否正常，以确保对方的路由器状态是正常的。④Ipv6是下一代互联网的核心协议，从Ipv4网络迁移到Ipv6网络需要一个长时间的过渡阶段。BGP是目前Ipv4网络域间路由采用的主要路由协议，BGP具有良好的扩展能力，能够支持Ipv6过渡阶段的不同应用需求（2）自己对于BGP在大型企业网应用的见解目前，BGP的技术是比较成熟的，应用也十分广泛。国内的大中型公司（跨省）的企业网络都把BGP作为国内主干网的路由协议。而且BGP具有丰富的属性，和良好的可扩展能力，为以后的网络变更和升级都提供了很好的兼容性。18 主要内容：（一），BGP定义：BGP（BorderGatewayProtocol，边界网关协议）是用来连接Internet上的独立系统的路由选择协议。它是Internet工程任务组制定的一个加强的、完善的、可伸缩的协议。BGP4支持CIDR寻址方案，该方案增加了Internet上的可用IP地址数量。BGP是为取代最初的外部网关协议EGP设计的。它也被认为是一个路径矢量协议。BGP是一种在自治系统之间动态交换路由信息的路由协议。一个自治系统的经典定义是在一个管理机构控制之下的一组路由器，它使用IGP和普通度量值向其他自治系统转发报文。BGP,是自主网络系统中网关之间交换器路由信息的协议。边界网关协议常常应用于互联网的网关之间。路由表包含已知路由器的列表、路由器能够达到的地址以及到达每个路由器的路径的跳数。（二）BGP工作原理①BGP水平分割：BGP通过水平分割来禁止通过IBGP获悉的路由传播给其他IBGP对等体。②BGP的同步：BGP路由器不使用通过IBGP获悉BGP的路由或将其通告给外部邻居，除非该路由是本地的，即是通过IGP获悉的.(仅当位于AS内部的中转路径（即边界路由器之间的路径）上的所有路由器都运行了BGP时，才可以关闭同步)③BGP的路由选择过程：对于每个目的地，BGP只选择一条最佳路径；BGP不执行负载均衡，他根据策略而不是带宽来选择路径；管理距离最小的路由选择协议提供的路由将被加入到路由选择表中。（四）利用OSPF对局部区域的业务进行承载利用OSPF可以降低路由器的资源损耗，同时能够有效的把拓扑变化控制再区域内，以提高网络的稳定性。利用OSPF的区域边界路由汇总，进一步减小路由表条目，减轻了设备的数据转发负担。OSPF的多区域同时也提高了网络的扩展性，为以后组建更大规模的网络提供的便利（五）根据需求，分析并搭建企业主干拓扑图。根据具体的要求，画出具体的设备连线拓扑图。(六）根据需求，选择网络设备。主要是选择Cisco的网络设备，功能强大，操作简单，配置命令方便（七）对各个设备进行配置利用secureCRT软件登陆到设备进行配置，方便，简单，同时还能同步保存配置LOG（八）配置完成，查看个设备全局路由表，并对其进行分析配置完成后，利用showiproute命令查看全局路由表，以确定全网的路由是否都已经学到。再用PING命令对全网测试，以确定网络的连通性。（九）分析总结18 研究方法：『1』对需求进行分析，了解所需的技术和理论『2』针对所需技术，查阅相关RFC文档，书籍资料，认真理解各个技术理论。『3』搭建模拟环境，对其各个环节的配置命令熟悉和掌握『4』在真机上重新配置，分析所得结果完成期限和采取的主要措施：第一阶段：2011/9/25-2011/9/27选择论文题目第二阶段：2011/9/28-2012/1/8收集资料,准备开题报告，并书写任务书和开题报告书，同时整理资料。第三阶段：2012/1/9-2012/1/9书写毕业论文第四阶段：2012/1/10-2012/5/4在导师的指导下完善，并修改论文。第五阶段：2012/05/06-2012/05/15打印，装订毕业主要参考资料：[1]周小勇.大规模网络流量实时分析技术的研究与实现[D].国防科学技术大学,2006[2]杨豹.BGP路由服务平台的研究与实现[D].国防科学技术大学,2006[3]曾凡宇.域间路由优化工具BGP_ROM的设计与实现[D].国防科学技术大学,2006[4]王乐春.域间路由协议BGP-4健壮性测试技术的研究[D].国防科学技术大学,2005[5]王大东.基于BGP的域间流量工程研究[D].东北大学,2006[6](美)RandyZhang  MicahBartell著，黄博葛建立（译）BGP设计与实现人民邮电出版社2008年9月[7][美]SamHalabi傅道坤（译）Internet路由结构(第2版)人民邮电出版社2011-6[8][美]RandyZhangMicahBartell著李际（译）Cisco技术经典书籍:BGP设计与实现(正版重新出版)人民邮电出版社2008－9[9]张晖杨云，计算机网络实训教程人民邮电出版社2008-11[10]张基温计算机网络技术（第2版）高等教育出版社2008-9[11]胡道元网络设计师清华大学出版社2005指导教师意见：指导教师签名：18 系意见：签名：年月日注：此报告应根据下达的毕业设计(论文)任务书，在指导教师的指导下由学生独立撰写，并于毕业设计(论文)开始后一周内完成。一式三份，一份下达给学生，一交指导教师，一份留系里存档。可附加页。18 开题报告会纪要时间地点职务（职称）姓名职务（职称）姓名职务（职称）会议记录摘要：问题：（1）选题的背景和意义。（2）课题的任务。（3）研究内容。回答：（1）随着互联网的兴起，网络规模不断的扩大，导致路由的数量极大的增长，路由协议不堪重负。一般来说一个中小型的企业用OSPF（Openshortpathfirst）路由协议就可以实现需求，但在那种跨省，像那些分支机构遍布全国的大型企业中，要想用实现各省的客户之间进行安全、可靠的互访。OSPF还是有所欠缺，不能实现这种需求。（2）查阅BGP方面的资料，分析BGP协议原理对大型企业网互连的适应性。根据企业网的需求进行分析，从而拿出一份基于BGP的解决方案。通过仿真实现这个解决方案，并且验证方案的可行性。（3）本设计研究的目的是BGP在大型网络互连中的适应性，是否满足大型企业网的各种需求，是否能够达到预期的目标？会议主持人：记录人：　年　月日指导小组意见负责人签名：年月日系意见负责人签名：年月日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份18 湖南科技学院毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题目基于BGP的企业网互连设计与实现学生姓名学号系别专业指导教师检查日期2012．2.20指导教师检查情况记载及修改意见：本论文选题有很好的应用价值，，综合运用了所学知识解决问题，结论正确。另外论文格式正确，书写规范，条理清晰，语言流畅。基本上完成了整个网络的功能，但网络的可靠性不够高，整个系统有待改善和细化。企业网互连设计是一个比较复杂的过程，其中应用BGP协议作为互连协议时应设法使网络的稳定和选路多样化，这样才能使企业网安全和多样选择。为了满足这一要求，通常在企业网罗设计中中，总是采用冗余措施，本文主要是采用主备模式。使用主备以后不仅解决网络稳定性问题还提高了选路的多样性，提高了网络的稳定性和多样性。另外将整个网络细化分解为分部网络互连互通，各个节点网络之间互连互通和选路控制这三个模块依次解决。签名：年月日注：此表用于指导教师在学生毕业论文（设计）初稿完成后对学生执行任务书情况进行中期检查时用，由指导教师填写。18 湖南科技学院毕业设计（论文）指导过程记录表毕业论文(设计)题目基于BGP的企业网络互连设计与实现学生姓名学号专业班级指导教师职称系（教研室）指导过程记录指导内容记录(一)内容：导师把我们小组成员集中在一起检查资料收集情况，讨论、分析系统需求，深入理解本次毕业设计的目的和意义，探讨论文的选题，导师与我交流了对所选题目的看法，并给出了几篇优秀毕业论文让我们鉴赏指导意见：仔细阅读论文格式要求，深入学习与毕业设计相关的知识，把握本次毕业设计时间上的安排。学生签名：2011年10月7日指导教师签名：2011年10月7日指导内容记录(二)内容：讲授论文中设计到的网络设计和模拟仿真中的相关知识，并就企业网络互连网络拓扑搭建指导意见：阅读相关资料，熟悉BGP的功能及用法。学生签名：2011年12月3日指导教师签名：2011年12月3日指导内容记录（三)内容：对论文提纲的修改，讨论确定研究的方向。指导意见：第二章和第三章合并，其中在理论研究中的关键内容做详细介绍，要求在提纲修改后正式着手论文内容的书写。学生签名：2012年2月15日指导教师签名：2012年2月15日指导内容记录(四)内容：讨论BGP属性的功能和用法，讨论并确定摘要及目录的主要内容。指导意见：加深对BGP互连的理解。学生签名：2012年3月8日指导教师签名：2012年3月8日指导过程记录指导内容记录(五)内容：讨论所设计的电路是否可行，并做相关修改。18 指导意见：尽快将互连网络拓扑用IOU仿真搭建起来并将其调试出来。学生签名：2012年3月26日指导教师签名：2012年3月26日指导内容记录(六)内容：检查仿真的实现情况，讨论在制作工程中遇到的困难。指导意见：完善仿真，进行调试，整理文档，为撰写毕业设计准备资料。学生签名：2012年4月10日指导教师签名：2012年4月10日指导内容记录(七)内容：检查毕业论文撰写情况，修改内容格式与内容。指导意见：严格按照论文格式进行论文写作，内容应更加充实。学生签名：2012年4月15日指导教师签名：2012年4月15日指导内容记录(八)内容：修改、完善PPT的内容。指导意见：注意PPT演示时间，尽量做到PPT简介、精炼。学生签名：2012年5月3日指导教师签名：2012年5月3日答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)组长(签名)：201年月日18 湖南科技学院毕业论文（设计）答辩申请暨资格审查表学生姓名学号系别专业班级指导教师毕业论文（设计）题目：基于BGP的企业网互连设计与实现内容综述（对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请）：当前我国大型企业是总公司统辖全整个大体，各个地方的业务都由本地的分公司自行处理。而总公司和分公司之间的各种通信的往来就是十分重要的问题。随着现在Internet的发展，总公司和分公司利用因特网来进行通信已经成为时代的潮流。随着公司的业务的发展，其下属的业务点越来越多，随之而来的就是传输数据的变大，网络拓扑的复杂，一旦变更，拓扑收敛速度问题，网络路由条目的增加等等一系列的问题，这就对网络的要求越来越高。尤其是总公司和分公司，分公司和分公司之间的路由交互信息量会非常巨大，就需要一个很好的协议来处理这个问题。而BGP就能很好的解决这个问题。本设计研究的目的是BGP在大型网络互连中的适应性，是否满足大型企业网的各种需求，是否能够达到预期的目标？18 资格审查项目是否01工作量是否达到所规定要求02文档资料是否齐全（任务书、开题报告、答辩申请、定稿论文及其相关附件资料等）03文档是否符合规范化要求04是否按时向指导教师提交全部正式材料05是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）06是否为已公开发表的个人论著备选是否多人设计一个系统或者合作一个课题（多人设计一个系统或者合作一个课题）内容是否雷同系毕业论文（设计）工作领导小组意见：符合答辩资格，同意答辩□不符合答辩资格，不同意答辩□（公章）年月日注：此表为学生毕业论文（设计）定稿后申请答辩，及系领导小组对申请答辩学生进行资格审查时用；资格审查项目由指导教师填写。18 湖南科技学院本科毕业论文（设计）评审表论文题目基于BGP的企业网互连设计与实现作者姓名所属系、专业、年级指导教师姓名、职称字数15000定稿日期2012.5.3中文摘要随着网络技术不断发展，网络的逐步普及，企业网络的建设是企业向信息化发展的必然选择。而随着企业的壮大，随之而来的就是企业网络的壮大。如果网络过大，就超过的IGP的收敛能力，无法使用IGP承载，IGP也无法运行复杂的路由策略来满足客户需求。所以IGP无法实现复杂的路由策略网络。那该选用什么样的协议来支撑复杂的企业网络。本文定义的企业网络是跨地域和有层次的网络。BGP是一种不同自治系统的路由器之间进行通信的外部网关协议。使用BGP就能很好的解决上面的问题。本文目的在于验证BGP在大型企业网络互连中的适应性。通过对BGP协议原理的阐述和研究来证实原理的可行性。之后用一个企业网互连的具体解决方案来论证这一观点。通过Cisco公司的IOU的仿真，发现通过BGP的互连，总部和分部都能够自由的互访。因此使用BGP作为企业网互连的网络协议是完全可行的。关键词（3-5个）BGP；OSPF；网络拓扑；模拟器；IOU；andlinux18 英文摘要Withthenetworktechnologydevelopment,thenetworkpopularizationgradually,andenterprisenetworkisthattheconstructionoftheenterprisetotheinevitableoutcomeofthedevelopmentofinformatization.Butalongwiththestrengtheningoftheenterprise,thefollowingisenterprisenetworkexpansion.IftheInternetistoolarge,theIGPismorethantheconvergenceability,can"tuseIGPbearing.IGPalsocannotrunthecomplexroutingstrategiestomeetcustomerrequirement.SoIGPunabletorealizecomplexnetworkroutingstrategies.Thatthischoosewhatkindofagreementtosupportcomplexenterprisenetwork.Thebigenterprisenetworkwhichisdefinedinthethesishaslevelsanditistrans-area.。BGPisadifferentautonomoussystemroutercommunicationbetweenexternalgatewayagreements.UseBGPisaprettygoodsolvetheaboveproblem.ThepurposeofthisstudyistoverifytheadaptabilityofBGPinmajornetworkinterconnectionandtoconfirmthefeasibilityoftheprinciplebyelaborateandstudytheprincipleoftheBGPprotocol.Thenaspecificsolutionaboutenterprisenetworkinterconnectionisusedtoprovethisview.ThroughthesimulationofCisco"sIOU,wefoundthatheadquartersandbranchcanhavefreeexchangeofvisitsbyBGPinterconnection.SotheuseofBGPasnetworkprotocolofenterprisenetworkinterconnectioniscompletelyfeasible..关键词（3-5个）BGP；OSPF；Networktopology；IOU；andlinux18 指导教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分成绩等级指导教师评审意见：指导教师签名：说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90—100分记为优秀，80—89分记为良好，70—79分记为中等，60—69分记为及格，60分以下记为不及格。 评阅教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分评阅教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分成绩等级评阅教师评审意见：评阅教师签名：说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90—100分记为优秀，80—89分记为良好，70—79分记为中等，60—69分记为及格，60分以下记为不及格。 湖南科技学院本科毕业论文（设计）答辩记录表论文题目基于BGP的企业网互连设计与实现作者姓名所属系、专业、年级计指导教师姓名、职称答辩会纪要时间地点答辩小组成员姓名职务（职称）姓名职务（职称）姓名职务（职称）答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：问题：会议主持人：记录人：年月日 答辩小组意见评语：评定等级：负责人（签名）：年月日系学位委员会意见评语：论文（设计）最终评定等级：负责人（签名）：系部（公章）年月日校学位委员会意见评语：评定等级：负责人（签名）：年月日20 基于BGP的企业网互连设计与实现摘要随着网络技术不断发展，网络的逐步普及，企业网络的建设是企业向信息化发展的必然选择。而随着企业的壮大，随之而来的就是企业网络的壮大。如果网络过大，就超过的IGP的收敛能力，无法使用IGP承载，IGP也无法运行复杂的路由策略来满足客户需求。所以IGP无法实现复杂的路由策略网络。那该选用什么样的协议来支撑复杂的企业网络。本文定义的企业网络是跨地域和有层次的网络。BGP是一种不同自治系统的路由器之间进行通信的外部网关协议。使用BGP就能很好的解决上面的问题。本文目的在于验证BGP在大型企业网络互连中的适应性。通过对BGP协议原理的阐述和研究来证实原理的可行性。之后用一个企业网互连的具体解决方案来论证这一观点。通过Cisco公司的IOU的仿真，发现通过BGP的互连，总部和分部都能够自由的互访。因此使用BGP作为企业网互连的网络协议是完全可行的。【关键词】：BGP；OSPF；网络拓扑；模拟器；IOU；andlinux20 TheDesignandImplementationofBGPofInterconnectionofEnterprisenetworkAbstractWiththenetworktechnologydevelopment,thenetworkpopularizationgradually,andenterprisenetworkisthattheconstructionoftheenterprisetotheinevitableoutcomeofthedevelopmentofinformatization.Butalongwiththestrengtheningoftheenterprise,thefollowingisenterprisenetworkexpansion.IftheInternetistoolarge,theIGPismorethantheconvergenceability,can"tuseIGPbearing.IGPalsocannotrunthecomplexroutingstrategiestomeetcustomerrequirement.SoIGPunabletorealizecomplexnetworkroutingstrategies.Thatthischoosewhatkindofagreementtosupportcomplexenterprisenetwork.Thebigenterprisenetworkwhichisdefinedinthethesishaslevelsanditistrans-area.BGPisadifferentautonomoussystemroutercommunicationbetweenexternalgatewayagreements.UseBGPisaprettygoodsolvetheaboveproblem.ThepurposeofthisstudyistoverifytheadaptabilityofBGPinmajornetworkinterconnectionandtoconfirmthefeasibilityoftheprinciplebyelaborateandstudytheprincipleoftheBGPprotocol.Thenaspecificsolutionaboutenterprisenetworkinterconnectionisusedtoprovethisview.ThroughthesimulationofCisco"sIOU,wefoundthatheadquartersandbranchcanhavefreeexchangeofvisitsbyBGPinterconnection.SotheuseofBGPasnetworkprotocolofenterprisenetworkinterconnectioniscompletelyfeasible.【Keywords】：BGP；OSPF；Networktopology；IOU；andlinux20 目录1绪论31.1选题背景31.2课题研究的目的和意义31.3企业网络功能需求和设计需求分析31.3.1企业网络功能需求分析31.3.1企业网设计要求分析31.4本文主要的工作32网络协议原理和仿真软件IOU32.1BGP协议的主要特点32.1.1BGP属性分类32.1.2属性详述32.1.2BGP邻居的建立过程32.1.3BGP原则32.1.3策略路由32.2动态路由协议OSPF32.3本设计仿真软件IOU32.3.1IOU文件32.3.3拓扑与配置文件32.3.4IOU的使用33大型企业网需求分析33.1企业网络需求33.2企业网络需求分析33.2.1宽带性能需求33.2.2稳定可靠需求320 3.2.3服务质量需求33.2.4网络安全需求33.2.5网络结构层次需求33.2.6BGP路由技术的必要性34基于BGP的企业网络搭建34.1企业网络互连拓扑34.2企业网络设备规划34.3企业网络IP地址规划34.4使用IOU来模拟实现企业网络功能35基于BGP的企业网络配置和结果分析35.1主要配置命令35.1.1OSPF配置35.1.2BGP邻居配置35.1.3BGP选路脚本35.2对整个网络的结果分析35.2.1长沙分部访问总部的情况分析35.2.2长沙分部访问南京分部的情况分析35.2.3北京总部访问上海总部的情况分析36总结与展望36.1总结36.2展望3参考文献3致谢3附件一各个设备的具体配置3320 1绪论1.1选题背景随着互联网的兴起，网络规模不断的扩大，导致路由的数量极大的增长，路由协议不堪重负。一般来说一个中小型的企业用OSPF（Openshortpathfirst）路由协议就可以实现需求，但在那种跨省，像那些分支机构遍布全国的大型企业中，要想用实现各省的客户之间进行安全、可靠的互访。OSPF还是有所欠缺，不能实现这种需求，因而就有了一种新的协议BGP的产生。本课题设计的是一个大型的企业网，由于企业规模较大，企业的分支节点多。网络太大，流量大路由条目过多己超过IGP的收敛能力，无法使用IGP承载。该企业网需运行复杂的路由策略来满足客户需求。IGP无法实现复杂的路由策略网络。BGP是一种不同自治系统的路由器之间进行通信的外部网关协议。BGP是Arpanet所使用的老EGP的取代品。现在使用的是BGP版本4[1]。1.2课题研究的目的和意义当前我国大型企业是总公司统辖全整个大体，各个地方的业务都由本地的分公司自行处理。而总公司和分公司之间的各种通信的往来就是十分重要的问题。随着现在Internet的发展，总公司和分公司利用因特网来进行通信已经成为时代的潮流。随着公司的业务的发展，其下属的业务点越来越多，随之而来的就是传输数据的变大，网络拓扑的复杂，一旦变更，拓扑收敛速度问题，网络路由条目的增加等等一系列的问题，这就对网络的要求越来越高。尤其是总公司和分公司，分公司和分公司之间的路由交互信息量会非常巨大，就需要一个很好的协议来处理这个问题。而BGP就能很好的解决这个问题。本设计研究的目的是BGP在大型网络互连中的适应性，是否满足大型企业网的各种需求，是否能够达到预期的目标？1.3企业网络功能需求和设计需求分析1.3.1企业网络功能需求分析该企业网络组建后应能实现以下功能：(1)DHCP服务需求，作为企业IP地址的统一管理，动态分配IP地址给终端，方便终端用户的IP配置。20 (2)安全服务需求，能够实现二层数据的隔离，并且保证相同部门实现资源共享和信息交互，拒绝不同部门之间的资源共享和信息交互。同时保证企业网络拓扑不被泄露。(3)业务分流需求：生产业务走右边链路，左边链路做备份。办公业务走左边链路，右边链路作备份。（在主链路出故障的情况下走备份链路）。1.3.1企业网设计要求分析(1)实用性该工程不仅能够为计算机网络系统服务，而且也应当能够很容易加入楼宇控制部分，实现智能化大楼。(2)可靠性网络核心层是工程的中心枢纽所在，对该企业网络通信的可靠性是相当重要的。所以对设备和链路都采用主备配置。(3)扩展性本工程系统遵循工程设计规范，采用三层设计方法，具备很好的扩展能力。(4)先进性工程核心设备采用Cisco的主流产品，能保证新型业务的扩展需要。网络协议的先进能够保证网络的完美的可伸展性。1.4本文主要的工作本文的主要工作就是：分析BGP协议原理对大型企业网互连的适应性。根据企业网的需求进行分析，从而拿出一份基于BGP的解决方案。通过仿真实现这个解决方案，并且验证方案的可行性。20 2网络协议原理和仿真软件IOU一个计算机的网络运行包括了两个部分：其一是硬件设施，即所谓的网络设备，如路由器、交换机等；其二就是管理整个网络通信的规则，即网络协议。本文主要应用的网络协议是BGP，同时还有OSPF(Openshortpathfirst，开放式最短路径优先)。使用的仿真软件是Cisco公司的IOU（CiscoIOSonUnix）。2.1BGP协议的主要特点BGP（BorderGatewayProtocol，边界网关协议）是用来连接Internet上的独立系统的路由选择协议。它是Internet工程任务组制定的一个加强的、完善的、可伸缩的协议。BGP4支持CIDR寻址方案，该方案增加了Internet上的可用IP地址数量。BGP是为取代最初的外部网关协议EGP设计的。它也被认为是一个路径矢量协议[4]。BGP(BorderGatewayProtocol)是一种在自治系统之间动态交换路由信息的路由协议。一个自治系统的经典定义是在一个管理机构控制之下的一组路由器，它使用IGP和普通度量值向其他自治系统转发报文。在BGP中使用自治系统这个术语是为了强调这样一个事实：一个自治系统的管理对于其他自治系统而言是提供一个统一的内部选路计划，它为那些通过它可以到达的网络提供了一个一致的描述。BGP,边界网关协议，是自主网络系统中网关之间交换器路由信息的协议。边界网关协议常常应用于互联网的网关之间。路由表包含已知路由器的列表、路由器能够达到的地址以及到达每个路由器的路径的跳数。使用边界网关协议的主机一般也使用传输控制协议（TCP）。当网络检测到某台主机发出变化时，就会发送新的路由表。BGP-4，边界网关协议的最新版本，允许网络管理员在策略描述下配置跳数的规格。2.1.1BGP属性分类BGP属性是BGP进行路由决策和控制的重要信息。它可以分为如下两大类四小类：一、公认属性l        公认必遵（Well-known mandatory）l        公认可选（Well-known discretionary）20 公认属性是所有运行BGP协议的系统都必须识别和支持的属性。其中，公认必遵属性是BGPUPDATE消息中必须包含的属性。公认可选则是BGPUPDATE消息中可以自由选择是否包含的属性。二、可选属性l        可选过渡（Optional transitive）l        可选非过渡（Optional non-transitive）可选属性并不要求所有运行BGP协议的系统都识别。如果属性是可选过渡的，那么，即使运行BGP的系统不能识别该属性，也要接受该属性并将其转发给它的对等体。而如果属性是可选非过渡的，运行BGP的系统可以忽略包含该属性的消息并且不向它的对等体转发。2.1.2属性详述常见的BGP属性如下：1）ORIGIN属性ORIGIN标示路径信息的来源，是公认必遵属性。ORIGIN可以是以下三种值：(1）IGP：表示网络层可达信息来源于AS内部 (2）EGP ：表示网络层可达信息通过AS外部学习 (3）INCOMPLETE：表示网络层可达信息来源无法确定 在路由选择的时候，ORIGIN中，IGP优于EGP，EGP优于INCOMPLETE。 2）AS_PATHAS_PATH由一系列AS路径组成，是公认必遵属性。AS-PATH采用AS_SEQUENCE方式表示——该路由经过的AS的有序集当BGP发布者发布路由给IBGP对等体时，BGP不修改路由的AS_PATH属性。当BGP发布者发布路由给EBGP对等体时，本地系统应该把自己的AS号作为序列的最后一个元素加在序列的最后面。AS_PATH可以用来作为路由选路的一种度量。经过更少AS路径的路由更优先。同时AS_PATH也作为一种手段来避免环路。如果BGP路由信息发布者从EBGP对等体收到一条路由，它的AS_PATH包含发布者自己的AS号，就说明这条路由曾经从本AS发出过，将其丢弃，同时不再进行转发。基于上述机制，AS_PATH属性可以避免AS之间的路由环路的出现，AS内部的路由环路的避免则采用其他手段来实现。3） NEXT_HOP 20 它定义了到达目的地下一跳的设备IP地址，是公认必遵属性。NEXT_HOP中IP地址的填写遵循如下规则：（1） 如果是发布给EBGP对等体，NEXT_HOP填写BGP发布者的IP地址（2） 如果是发布给IBGP对等体，且路由来自AS外部，则NEXT_HOP保留原始的AS外部对等体的IP地址4）MULTI_EXIT_DISCMULTI_EXIT_DISC被用来区分同一个邻接AS的多个接口，是一个可选非过渡属性，一般简写为MED。MED只在EBGP发布的路由中产生，接收者可以向它的IBGP邻居转发，但不允许向它的EBGP对等体转发。假设一个AS和邻接AS有多个接口相连，通过发布不同的MED给对端，就可以控制进入网络的流量从MED值最小的那个接口进来。通常情况下，BGP只比较来自同一个AS的路由的MED属性值。5）LOCAL_PREF LOCAL_PREF用来通告路由的优先程度，是公认可选属性。LOCAL_PREF属性仅在IBGP对等体之间交换，不通告给其他AS。当BGP的路由器通过不同的IBGP对等体得到目的地址相同但下一跳不同的多条路由时，将优先选择LOCAL_PREF属性值较高的路由。6） ATOMIC_AGGREGATE ATOMIC_AGGREGATE是用来通告路由接收者，该路由是经过聚合的，是公认可选属性。有时BGP发布者会收到两条重叠的路由，其中一条路由包含的地址是另一条路由的子集。一般情况下BGP发布者会优选更精细的路由（前者），但是在对外发布时，如果它选择发布更粗略的那条路由（后者），这时需要附加上ATOMIC-AGGREGATE属性，以知会对等体。它实际上是一种警告，因为发布更粗略的路由意味着更精细的路由信息在发布过程中丢失了。在进行路由聚合时，对于聚合的路由信息会添加ATOMIC-AGGREGATE属性。 7）AGGREGATORAGGREGATOR是ATOMIC_AGGREGATE属性的补充，是可选过渡属性。如前面所述，ATOMIC_AGGREGATE是一种路由信息丢失的警告，AGGREGATOR属性补充了路由信息在哪里丢失——它包含了发起路由聚合的AS号码和形成聚合路由的BGP发布者的IP地址。在进行路由聚合时，当对于聚合的路由信息同添加ATOMIC-AGGREGATE属性的同时，会添加AGGREGATOR属性。8）COMMUNITY20 COMMUNITY是一组共享相同属性的目的地集合，是可选过渡属性[2]。团体属性用来简化路由策略的应用和降低维护管理的难度，没有物理上的边界，与其所在的AS无关。公认的团体属性有：INTERNET：缺省情况下，所有的路由都属于INTERNET团体。具有此属性的路由可以被通告给所有的BGP对等体。NO_EXPORT：具有此属性的路由在收到后，不能被发布到本地AS之外。如果使用了联盟，则不能被发布到联盟之外，但可以发布给联盟中的其他子AS。NO_ADVERTISE：具有此属性的路由被接收后，不能被通告给任何其他的BGP对等体。NO_EXPORT_SUBCONFED：具有此属性的路由被接收后，不能被发布到本地AS之外，也不能发布到联盟中的其他子AS。9）ORIGINATOR_IDORIGINATOR_ID用于标识路由反射器，是可选非过渡属性[3]。为了防止引入路由反射器之后出现环路，增加ORIGINATOR_ID这个属性来标识，反射器在发布路由时加入ORIGINATOR_ID，当反射器收到的路由信息中的ORIGINATOR_ID就是自己的ROUTER_ID时，就可以发现路由环路的出现，将该路由丢弃，不再转发。10）  CLUSTER_IDCLUSTER_ID用于标识路由反射器组，是可选非过渡属性。CLUSTER_ID属性也是用来防止环路，在路由经过路由反射器时路由反射器会将自己的CLUSTER_ID添加到路由携带的CLUSTER_LIST中，当路由反射器发现接收的路由的CLUSTER_LIST中包含有自己的CLUSTER_ID，则将该路由丢弃，不再转发。2.1.2BGP邻居的建立过程BGP的路由是靠邻居来传播的，所以BGP的应用就是建立在邻居上的。应用BGP的第一步就是建立起BGP邻居，而BGP邻居的建立是通过相互发送数据包，即Message。之后就是一个相互协商的过程[4]。1）BGP邻居协商的消息类型BGP邻居协商分为4种Message:open、keepalive、update、notification.  1.Open（code1）：用于建立连接，包含版本号（如BGP3/BGP4）HoldTime＝180s（是一个协商的过程，以较小的HoldTime为准），Router-ID（OSPF和BGP可以手动配置），AS号(范围从1～65535，其中64512～65535的AS编号范围留作私有)；2.KeepAlive（code420 ）：周期发送用于维护连接检查路径（这个包是不可靠的）,T＝HoldTime/3,HoldTime=0=>NoKeepAlive.，keepalive是个19字节周期发送的BGP消息头标，没有数据域。3.Update（code2）：消息包含了三个组件：网络层可达性消息（NLRI）、路径属性和被撤销的路由。包括到达目的网络的路径和属性，更新路由信息用，一次更新只有一条路径，但可以有多条网络。Update可以删除（宣告不可达）和增加（宣告可达）路由.其内容是前缀的长度。4.Notification（code3）：网络中出现错误（Error），检测到后断开连接并发送通知给对方。5．Route-Refleshmessage：一个可选的message(negotiatedduringcapabilityadvertisement)thatissenttorequestdynamicBGProuteupdatesfromtheAdj-RIB-OuttableofaremoteBGPspeaker。2）BGP邻居建立会话的5种状态1、Idle：查找路由表，该过程BGP对它的资源进行初始化，复位一个连接重试计时器，发起一条TCP连接，并开始倾听远程对等体所发起的连接。2、Connect：找到路由表后进行TCP三次握手，TCP连接成功，则转到OpenSent状态，TCP连接失败，则转到active状态,将尝试再次连接。3、OpenSent：握上手后发送Openmessage消息，等待其对等体发送打开消息，如果出错，则发送一条出错消息并退回空闲状态，如果无错，则开始发送Keepalive并复位keepalive计时器。4、OpenConfirm：收到对方发来的Open消息，如果收到keepalive消息，BGP就进入established状态，邻居关系协商完成；如果系统收到一条更新或keepalive消息，它将重新启动保持计时器；如果收到Notification消息，BGP就退回到空闲状态。5、Established：会话建立，邻居关系协商过程最终状态；这时BGP将开始与它的对等体交换路由更新数据包。6、Active状态：当路由器发送出OPEN包给邻居等待回应，如果长时间未接收到回应则超时，超时后状态更改为Idle，试图发起TCP连接获得对等体，成功转到OpenSent状态。连接重试计时器超时，退回连接状态，这是由于TCP链路上出现了问题所致。2.1.3BGP原则BGP的路由的通告，路由的选择，下一跳等等问题都是按照一系列的原则来执行的。BGP路由表中的路由就是按照这些原则形成的[5]。1）BGP路由通告原则在BGP邻居建立的基础上，将BGP表中最优的路由使用Update20 报文通告给BGP邻居。1、多条路径时，BGP只选最优的路由给自己用。2、BGP只把最优的路由通告给它的邻居。3、从EBGP学到的路由会通告给他所有的BGP邻居（包括EBGP和IBGP）。4、从IBGP学到的路由不通告给其他的IBGP邻居。5、从IBGP学到的路由是否通告给它的EBGP邻居视同步情况而定。（在非同步状态下，会降从IBGP学到的路由通告给它的EBGP邻居；同步状态下，只将达到同步的路由通告给它的EBGP邻居）。6、BGP是距离矢量路由协议，遵从水平分割原则：包括基于邻居的水平分割、基于AS_Path的水平分割。基于邻居的水平分割：从BGP邻居学到的路由不通告给该BGP邻居。基于AS_Path的水平分割：向EBGP邻居通告路由时，在As_Path属性中附加上自己的AS号；接受BGP邻居通告过来的路由时，丢弃AS_Path属性中含有自己AS号的路由。7、BGP邻居一建立，就将自己所有的最优路由通告给它的邻居。8、增量更新与路由撤销BGP邻居状态Established，从邻居通告过来的路由有效，BGP只需通过KeepAlive来维持邻居关系，不需要进行路由定期更新。BGP采用增量更新机制：当新发布某些路由时，BGP只将这些新发布的路由通告给邻居；当某些路由失效时，BGP只向邻居发送Withdrawn消息撤销这些路由。BGP邻居DOWN，从邻居通告过来的路由立即失效，从BGP表中清楚这些路由并向其他邻居发送路由撤销消息撤销这些路由。9、BGP路由的管理距离Cicso:EBGP:20IBGP:200本地始发：2002）Next_hop原则（1）向BGP邻居通告路由时，将下一跳改变为自己。（即EBGP路由使用邻居地址作为下一跳）（2）默认情况下，IBGP路由传播不改变下一跳。(可以使用next-hop-self命令把IBGP邻居通告的路由的下一跳改变为自己）（3）本地始发的路由的下一跳为0.0.0.0，向BGP邻居通告时，将下一跳改变为自己。20 （4）默认情况下，多路访问介质上的BGP路由传播不改变下一跳。（包括IBPG、EBGP）3）BGP路由选择原则（1）丢弃下一跳不可达的路由（2）同步状态下，丢弃没有达到同步的路由。（3）选择weight值最高的路由（weight是Cisco的私有值，不是BGP属性，不能在BGP邻居间传播，只在BGP本路由器内有效）（4）选择LocalPreference最大的路由。（5）选择本地始发的路由。（6）选择AS_Path最短的路由（7）选择Origin最小的路由（IGP