1、隨著網絡規(guī)模和用戶數(shù)量的迅速增長，Internet正逐步成為未來信息基礎平臺，新的應用需求和通訊技術的進步驅使電信網、電話網、有線電視網的三網融合，而融合的承載層正是IP技術。但是IP作為承載層，以用戶自律為基礎，自由發(fā)展，缺少管理，是一個非盈利的商業(yè)模型，它不完全適合于下一代電信網絡的發(fā)展。為了構建下一代網絡，Internet的體系結構需要某種根本性的變革。為此，錢華林老師提出了層次式交換網絡(Hierarchically Switc

2、hed Network，HSNET)的思想。數(shù)據(jù)、語音、圖象融合的趨勢促使下一代電信網絡核心高速轉發(fā)，邊緣多業(yè)務接入服務具有智能性，這種網絡要求在業(yè)務上進行流量的隔離和服務質量保證，并且能夠提供端到端的IP個性化服務，目前IP VPN的發(fā)展正好滿足當前下一代電信網絡承載層融合的需求，同時能夠提供網絡業(yè)務的增值應用。本文基于層次式交換網絡進行了IP虛擬專網相關機制的研究工作。 本論文的研究內容有五個部分：第一部分是虛擬專網(Vir

3、tual Private Network,VPN)的基本概念、標準和參考模型，以及從實驗數(shù)據(jù)總結了MPLS VPN的優(yōu)缺點；第二部分對HSNET VPN虛擬專網的概念設計模型的研究，包括網絡架構的設計與VPN的管理；第三部分對HSNET VPN服務質量的研究；第四部分對HSNET VPN安全的研究；第五部分主要包括HSNET VPN線卡的概念設計模型和性能分析。 本文的主要貢獻有： 1．指出了MPLS VPN實際部署中的

4、擴展性問題，通過對MPLS協(xié)議的分析，并針對MPLS VPN的特性，進行了仿真實驗，同時解決擴展性問題也是本文的動機。 2．提出了一種層次網絡VPN的基本架構。將VPN的接入地址中包含VPN的ID號，便于邊緣節(jié)點PE區(qū)分不同的VPN流量，加快邊緣節(jié)點VPN轉發(fā)的效率，避免了由于引入面向連接的協(xié)議帶來擴展性的問題。利用層次網絡中心的VNOC(VPN網絡管理服務器)集中控制所有的VPN接入和拓撲結構，通過網絡節(jié)點的集中控制實現(xiàn)靈活的

5、VPN拓撲結構。 3．給出了一種感知邊緣端口到邊緣端口流量的算法，稱為EA-FAS算法。該算法為VPN確保服務提供服務質量保證，它的最大特點是在邊緣端口增加相應的控制功能，來感知內部的擁塞狀況。 4．驗證了基于層次式交換網絡VPN的安全加密IPsec協(xié)議，實現(xiàn)了IP VPN的原型系統(tǒng)，并基于此原型系統(tǒng)做了相關的模擬實驗。實驗結果表明：IPSec主機到主機的TCP通信，采用AH(HMAC-MD5)+ESP(3DES)對主機