基于NHRP协议的下一跳解析客户端设计与实现

摘要

VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）技术已经越来越多的应用到企业的组网方案中，VPN技术可以通过公共网络提供虚拟的网络连接性，企业可以通过VPN构建自己的私有网络，降低企业成本的同时也可以满足企业用户对信息安全的需求。随着网络规模的越来越大，传统的VPN技术面临的问题越来越多。比如网络的可维护性和可扩展性比较差、不能支持动态IP等问题。尤其是在企业分支机构众多的组网场景中，网络的配置工作量巨大，每当分支机构发生变化，都需要修改相关配置。对于大型的网络来说是不可忍受的。
　　本文针对传统VPN的缺点，提出了DVPN（Dynamic Virtual Private Network，动态虚拟专用网络）解决方案。该方案由NHRP（NBMANextHop Resolution Protocol，非广播多路访问网络下一跳解析协议）协议、GRE协议和IPsec协议三大协议组成。在DVPN组网方案中有两种角色NHS（Next Hop Server，下一跳服务器）和NHC（Next Hop Resolution Protocol client，下一跳解析客户端），NHS对应的是中心节点，NHC对应的是分支节点。本文主要讨论NHC的设计与实现。NHRP协议可以通过NBMA地址和协议地址之间的映射可以使该方案对动态IP的提供支持，通过点到多点GRE技术可以提供虚拟的隧道，IPsec安全框架对数据进行加密可以完成一个完整的DVPN组网方案。DVPN可以很好解决企业分支机构众多的组网场景中遇到的问题，DVPN具有支持动态IP地址，可扩展性好，增加分支机构不需要更改中心节点的配置，分支节点之间支持虚拟网状连通性等优势。论文在介绍常见VPN基本概念、常见VPN技术GRE技术和IPsec技术以及NHRP协议的相关报文类型和报文格式的基础上进行了系统的组网分析和 NHC的需求分析。之后完成了 NHC模块的划分，并详细介绍了各个模块的设计和实现。最后主要介绍了系统测试部分，列举了系统的测试项，并给出系统的关键特性的系统测试用例。
　　在系统开发完成后，我们通过在本地搭建测试组网环境，模拟用户使用场景测试。测试结果表明，系统满足达到了预期的结果。分支节点NHC可以支持动态IP接入网络。NHC可以和NHS之间建立永久隧道，如果有数据需要发送到对端NHC，则会在NHC之间建立临时隧道，可以减少传输延时。可以满足在企业分支机构众多的组网场景的组网需求，实现网络的大规模部署。

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外现状分析

1.3论文工作内容

1.4论文组织结构

第二章 VPN基础理论与技术

2.1 VPN基本概念

2.2常见VPN技术

2.3传统VPN的问题

2.4 NHRP协议

2.5本章小结

第三章 NHC系统需求分析

3.1业务陈述

3.2 DVPN整体方案

3.3 NHC功能需求分析

3.4 NHC非功能需求分析

3.5本章小结

第四章 NHC系统设计与实现

4.1系统总体设计

4.2配置模块的设计与实现

4.3地址解析模块设计与实现

4.4隧道会话模块设计与实现

4.5支持数据保护设计与实现

4.6数据存储模块设计与实现

4.7本章小结

第五章 系统测试

5.1测试环境

5.2测试组网图和测试配置

5.3系统测试和结果分析

5.4本章小结

第六章 结束语

6.1论文工作总结

6.2后续工作展望

参考文献

致谢

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