论文总字数：31352字

摘 要

随着网络设备的不断增多，网络设备运维的复杂度也在不断增加，从而使得网络管理的成本不断提高。因此，人们希望能够通过提升网络设备自组织的能力，实现网络设备的自我管理，降低网络管理的时间成本和人力投入。

2014年底，IETF成立了ANIMA工作组，旨在制定自主网络的技术标准。截至目前，该技术标准的细节仍在不断完善当中。而GRASP协议正是为ANIMA技术标准所设计的一个通用自主信令协议。该协议为自主网络节点提供了统一的东西向交互能力，主要包括自主网络节点的发现、同步和协商这几个功能，并提供开放的API接口供ASA使用。这些通信功能与具体的内容无关，通信内容通过协议扩展的方式制定。

本论文对于华为公司当前ANIMA技术项目中GRASP协议进行了研究和实现。通过分析GRASP协议的内容和设计GRASP协议的具体架构细节，依照华为公司的软件开发要求，最终完成在华为VRPv8网络操作系统上GRASP协议组件的开发。初步实现了GRASP协议组件的部分功能，验证了GRASP协议的实现可行性。

关键词：网络管理，自组织网络，ANIMA技术标准，GRASP协议

Research and Implementation of GRASP Protocol in Autonomic Networking Integrated Model and Approach

09013318 Chen Leng

Advisor Luo Junzhou

Wen Huafeng

Abstract

With the increasing number of network equipment, the complexity of network equipment operation and maintenance is also increasing, making the cost of network management continues to improve. Therefore, it is expected that the ability of network equipment self-organization can be promoted to realize the self-management of network equipment, thus reducing the time cost and human investment of network management.

At the end of 2014, the Internet Engineering Task Force (IETF) established the ANIMA Working Group to develop technical standards for autonomic networking. Up to now, the details of the technical standards are still being perfected. The GRASP protocol is a generic autonomic signaling protocol designed for the ANIMA, providing a unified east-west interaction capability, including the discovery, synchronization and negotiation, for autonomic nodes. This protocol also provides API for ASAs to use. These communication functions are independent of the specific content, and the communication content is developed by means of protocol expansion.

In this paper, the GRASP protocol for Huawei's current ANIMA technology project is researched and implemented. By analyzing the contents of the GRASP protocol and the architectural details of the GRASP protocol, the development of the GRASP protocol component is finally completed on the Huawei VRPv8 network operating system in accordance with Huawei's software development requirements. The GRASP protocol component is implemented to verify the feasibility of the GRASP protocol.

KEY WORDS: network management, autonomic networking, ANIMA, GRASP

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 2

1.2.1 自主计算的基本特性 2

1.2.2 自主计算架构模型和协议 2

1.3 研究目标和内容 3

1.4 论文组织结构 3

第二章 GRASP协议内容分析 5

2.1 相关名词解析 5

2.2 GRASP高层设计 5

2.3 GRASP安全模式 6

2.4 传输层限制 7

2.5 GRASP功能机制和处理流程 7

2.5.1 发现功能 7

2.5.2 协商功能 9

2.5.3 同步和泛洪功能 11

2.6 本章小结 13

第三章 GRASP协议组件架构设计 14

3.1 GRASP组件总体部署 14

3.2 GRASP组件内部架构设计 16

3.3 本章小结 19

第四章 GRASP协议组件的实现和测试 20

4.1 实现与测试环境 20

4.2 GRASP组件实现 20

4.2.1 GRASP组件拉起 20

4.2.2 GRASP组件资源侧建模 21

4.2.3 GRASP命令行开发 23

4.2.4 GRASP组件侧开发 27

4.3 功能验证 29

4.4 本章小结 31

第五章 总结和展望 32

5.1 论文总结 32

5.2 工作展望 32

致 谢 33

参考文献 34

绪论

研究背景

随着互联网技术的快速发展，各种各样的电子设备极大地丰富了人们的生活。手机、电脑等越来越多终端设备接入网络的同时，各种中间网络设备也在朝着数量增多、功能多样化的方向不断发展。在当下，网络设备的管理主要依赖于管理人员的人工决策和配置，而由于网络时刻处于动态调整中，配置修改频繁，由此产生了大量的网络问题。据统计，超过95%的网络问题都是由于错误配置引起的。在面对网络配置能否达到预期目标的不确定性时，如果网络管理人员之间缺乏有效的沟通和信息共享，复杂的网络结构随时可能出现各种故障。管理人员成为当前网络管理的枢纽和瓶颈的现象已经越来越明显。作为设备厂商，通过增加网络设备自身的复杂度，让网络设备实现自组织、自管理的技术特征，把运营商运维管理的复杂度降低，是一个符合商业利益的合理路线选择。

2014年底，IETF成立了ANIMA（自主网络集成模型方法）工作组，旨在制定自主网络的技术标准。从实现架构上来看，ANIMA主要分为两个层次：ANI（Autonomic Networking Infrastructure）以及ASA（Autonomic Service Agent）。自主网络基础设施ANI为自主服务代理ASA提供安全稳定的运行环境，主要包括安全启动（bootstrap）、安全隧道（ACP）和通用自主信令协议（GRASP）三个部分：bootstrap主要负责新上线设备的认证、域证书颁发等，实现设备的安全启动；ACP（Autonomic Control Plane）主要负责邻居发现、路由扩散、在相邻的设备之间建立点到点的安全隧道等功能，形成稳定的管理VPN；GRASP（Generic Autonomic Signaling Protocol）是自主网络设备东西向交互的统一协议，提供API接口供上层ASA使用，主要包含发现、同步和协商这几个功能，这些通信功能与具体的内容无关，通信内容通过协议扩展的方式制定。自主服务代理ASA是端到端的业务实例代理，负责具体配置的学习、下发工作。截至目前，ASA的标准定义尚未成熟，有待ANIMA工作组的进一步研究工作。

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