论文总字数：18103字

摘 要

本课题主要研究的是基于VRF-lite技术而实现的虚拟专用网络的设计，最终需要实现在多个路由器上各自存在相互独立的路由表实例，并且能够正常通信互不干扰。完成该实验主要使用的软件是GNS3，利用了5台路由器和2台主机模拟了南京电信机房的部分设备。在该模拟的拓扑图中，R1为P设备，R2，R3为PE设备，R4，R5为CE端，R6，R7为客户机。其中使用到的主要技术为VRF，BGP，EIGRP，OSPF的配置和相关协议之间的重分发等。最终通过查看R6和R7之间的ping的现象以及trace路径来检验MPLS-VPN网络是否能够成功通信和VRF是否正确使用。

关键词： RIP，OSPF，VRF，BGP，MPLS-VPN

ABSTRACT

The main research of this topic is the design of virtual private network based on VRF-lite technology. Ultimately, we need to realize that there are independent routing table instances on multiple routers, and the normal communication can not interfere with each other. The main software used to complete the experiment is GNS3. Five routers and two hosts are used to simulate some equipment of Nanjing Mobile Computer Room. In the simulation topology, R1 is P device, R2, R3 is PE device, R4, R5 is CE terminal, R6, R7 is client. The main technologies used are VRF, BGP, RIP, OSPF configuration and redistribution between related protocols. Finally, we check whether the MPLS-VPN network can communicate successfully and whether the VRF is used correctly by checking the Ping phenomenon between R6 and R7 and the trace path.

Key words: RIP，OSPF，VRF，BGP，MPLS-VP

目录

第一章 引言 1

1.1 课题背景 1

1.2课题研究意义 1

1.3课题要求 1

1.4本人工作计划 2

1.5论文的结构与框架 2

第二章：仿真模拟器-GNS3介绍 3

第三章 基于VRF-lite的虚拟专用网络相关介绍 4

3.1 虚拟专用网络介绍 4

3.2 VRF-lite相关协议的基本原理 5

3.2.1 RIP协议的基本原理 5

3.2.2 EIGRP的基本原理 6

3.2.3 OSPF的相关原理 7

3.2.4 BGP相关原理与概述 9

3.2.5 MPLS相关原理概述 10

3.2.6 VRF相关原理 10

第四章 实现VRF-lite的网络拓扑的设计与搭建 12

4.1实现 VRF-lite的网络拓扑图的设计与搭建 12

4.2 关于路由重分发的研究 12

第五章 VRF-lite网络的实现 13

5.1 VRF-lite 网络协议配置 13

5.2 路由重分发的配置 16

5.3 LDP配置 17

第一章 引言

1.1 课题背景

随着社会生产力的发展与生活水平的提高，用户对网络的需求也在日益提高，大数据的观念逐渐开始深入人心，也伴随着数据中心服务器规模的日益扩大。服务器规模的扩大随之带来了很多的相关的问题。包括硬件等资源的购入以及维护成本的提高。为了解决这一问题，“大集中”的思路开始被提出和使用。通过把大量的服务器进行相应的整合，一台服务器可以包含多种业务。通过这种集成，我们不仅可以降低服务器的成本，同时也降低了管理的难度与成本。

技术的提升往往会带来相关问题的出现。通过将多种业务集成在一台服务器上，虽然很大程度上为我们提供了便捷性，但是如何保障它们之间的通信安全，以及如何确保不同功能模块能够互不干扰的正常运作，成为了当下网络发展的重要问题。为了解决这些问题，虚拟化技术开始应用而出。

1.2课题研究意义

该课题的研究内容为使用VRF-lite技术，实现MPLS VPN的配置，实现在一个物理实体上划分多个逻辑实体，使得不同业务能够互不影响又安全、协同的工作。

本实验会涉及到很多底层通信协议的配置以及实现它们它们之间的相互通信，可以让学生进一步对RIP，OSPF等协议有更深刻的理解并学会它们的熟练运用。随着网络技术的发展，MPLS VPN已经有了比较成熟的发展和运用，通过该毕业设计也能为学生今后在网络发展的大环境中有相应的优势。

本实验运用的软件平台为GNS3，该软件可以方便直观的进行网络结构的搭建，以及模拟与仿真CISCO路由设备的功能。通过在该软件上拓扑图的搭建，帮助我们进一步了解VPN所需要实现的功能以及相应的配置基础。实验过程中对相应实验结果现象的检查，进一步仿真了实际环境中相关配置的实现，有助于我们今后工作中面对不同故障问题的检查与排错。

1.3课题要求

该课题在完成前先需要对GNS3的使用与配置有充分的了解。在拓扑的图的搭建时需要考虑到模拟的环境需求以及实验结果成功的可行性。对RIP,OSPF,BGP,VRF的原理与配置指令需要有足够的熟练程度。在遇到疑问时可以通过上网查找资料和阅读相关专业文献，以及询问相关指导老师来做知识的补充，以便能够实现基于VRF-lite的虚拟网络的成功实现。

1.4本人工作计划

在拿到该课题后，我首先联系了自己的指导老师，对具体的课题内容和所需要实现的实验结果做了进一步的了解，并初步有了自己的设计思路。在有了初步的设计思路后，我大致对完成该课题的时间和步骤有了初步的规划。

首先我确定了自己完成该实验所需要的软件，即GNS3。对比以前课堂上使用的PT软件，GNS3有些许的差异，所以一开始的使用存在着一些问题。我通过自己学习和相应的实验熟悉了对该软件的操作。

然后我开始查阅资料阅读文献，对该课题做了近一步的了解和学习。对于VRF的配置我们并不陌生，但是基于VRF-lite的虚拟专用网络的实现我还是存在着一些疑惑。通过一段时间的了解后我明白了它的工作原理。

之后我详细阅读了我的任务书的要求，记录了该课题可能会遇到的一些问题，会运用到的一些底层协议，以及所需要完成的实验结果，并针对这些问题进一步做了学习和准备。

在设计思路确定之后，我根据任务书的需求搭建了拓扑图。由于涉及到的相关协议的配置有些繁杂，在配置时经常会出现一些小问题。为解决这些问题，我仔细复习了以前的实验，并记录了需要注意的细节的地方。通过一段时间的配置，实验基本完成。针对实验结果我分别进行了分析，在没有达到预期值的地方也进行了思考和排错，找出问题原因并想出解决方案。在一段时间的努力后终于完成了该实验。

该实验的完成过程也是我的一个温故知新，进一步加深对网络相关协议配置的掌握程度的过程。我不但对曾经学过的知识的内容有了一个整合性的复习，同时也学到了很多课堂外的知识，同时还能更加熟练的使用GNS3来做相关的实验配置。

1.5论文的结构与框架

该论文我一共分为了五个章节来介绍基于VRF-lite技术来实现虚拟网络。

第一章对该课题的背景、研究意义等做了相关的介绍；

第二章介绍了实现该实验的所使用的仿真模拟器的相关背景；

第三章对VRF技术做了详细的介绍，包括与之相联系的底层协议的介绍。

第四章介绍了该实验的拓扑图的构建思路

第五章对VRF-lite网络实现的相关配置和实验结果做了相应的讲解和展示

论文最后为致谢与参考文献的列举。

第二章：仿真模拟器-GNS3介绍

本次课题我使用的仿真模拟器为GNS3。GNS3是一款具有图形化界面，且可以在多种平台上运行的网络虚拟软件。它可以模拟多种网络设备，例如防火墙，路由器，交换机等等，同时还可以进行入侵检测。GNS3拥有较为强大的跨平台运行的功能。这些平台包括windows，Linux，mac等系统。对于网络初学者而言，它是一款很好的模拟软件。它可以进行一系列的实验操作的模拟，方便网络行业者通过CCNA,CCNP,CCIE等思科认证考试，同时可以用来模拟和体验Cisco设备的操作系统，实施相应的配置操作。

GNS3同时整合了一些相关的软件。例如Dynamips，Dynagen，Pemu，Winpcap等。Dynamips是可以让用户用来直接运行CISCO系统的模拟器。Dynagen则为Dynamips的文字显示前端，用户可以通过它来创建网络拓扑图形。penmu是PIX防火墙设备的模拟器。Winpcap则可以为win32的系统提供访问网络底层的能力。通过这些软件，我们能够设计出最优的网络拓扑结构图，同时还可以用来模拟Cisco路由设备和PIX防火墙，以及对Ethernet，ATM和帧中继交换机的简单的仿真模拟。

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