影响离散更新算法在EIGRP可扩展性的应用与研究开题报告

 2022-11-23 11:37:21

1. 研究目的与意义

当前社会背景下,任何信息工作都离不开网络,网络成为了人们工作生活必不可少的东西。如今越来越多的大中小型企业的办公都有往智能化和网络化发展的趋势,互联网办公也成为衡量一个企业的综合实力的标准,正值社会爆发新型冠状病毒,许多企业无法正常开工,互联网办公、网上办公、居家办公就显得特别重要。

局域网可以为一个企业提供一个安全、稳定的网上办公环境,采用EIGRP协议的局域网已经是常见的局域网部署方式。在一个企业中,网络最重要的部分就是安全,EIGRP协议可以有效的保证网内信息的安全且实现了信息交换的便捷。DUAL算法是EIGRP协议中的一个重要组成部分,它是一个扩散更新算法,可以自动算出一条去往目的网段且消耗最少的路劲。本课题通过模拟企业网的设计,用EIGRP实现企业内部的网络部署。

2. 课题关键问题和重难点

本课题的关键问题在于学习 EIGRP 协议的基本配置方法以及协议的原理并用软件模拟仿真一个企业网,完成企业网内部信息的通信、交换。难点是明白DUAL算法在EIGRP协议中的运作机制,对企业内网实现各目标网络的拓扑备份,并针对 DUAL 中的属性值进行分析和选路。学习并分析 IP 网络中加入 EIGRP 时,在路由的选择中冗余链路计算及路由更新、变化问题,掌握路由度量控制的公式和方法。针对所模拟的企业网,通过命令查看DUAL算法选路时的具体步骤,研究EIGRP度量值的计算。指出企业网中所存在的缺点不足,并发表完善方案。

3. 国内外研究现状(文献综述)

EIGRP协议是思科公司通过整合链路状态路由协议与距离矢量路由协议各自优点后,推出的一种私有路由协议。EIGRP路由器之间的通信不依靠广播来进行,而是通过组播或单播的方式来进行 (在IPV4和IPV6网络中, 运行EIGRP协议的路由器分别使用组播地址224.0.0.10和FF00::A进行HELLO数据包的传输) ,具有收敛速度快、占用网络带宽小、部署简单便捷、稳定性高、可有效避免网络中路由环路的存在、支持多种网络协议、支持VLSM、支持MD5认证、支持在度量值不同的路径中实施流量负载均衡等特点。因此,当前EIGRP协议在大中型网络中得到了广泛的应用。与传统的链路状态路由协议OSPF和距离矢量路由协议RIP相比既有相似又有不同之处.相似之处在于:第一,EIGRP协议与OSPF和RIP协议均支持MD5认证;第二, 在EIGRP路由器与OSPF路由器中都会存在一张拓扑表,这主要是用来存放邻居路由器中的路由表。不同之处在于:第一,运行RIP协议的路由器会周期性的向相邻路由器发送整张的路由表,而运行EIGRP协议的路由器不会周期性的向相邻路由器发送整张的路由表,只有在路由路径或度量值发生改变后,才发送相应的路由更新信息;第二,EIGRP协议的跳数可达255跳,而RIP协议的最高跳数只有15跳;第三,运行OSPF的路由器会向区域内的所有路由器发送路由更新信息,而运行EIGRP协议的路由器只是将路由更新信息发送给有需求的路由器;第四,EIGRP协议具有路由自动汇总功能,而OSPF协议要想实现路由汇总,必须手动进行;第五,EIGRP协议与OSPF协议度量值的计算方法不同。从严格意义上来讲,EIGRP协议是一种有着链路状态路由协议特征的高级距离矢量路由协议。

众所周知EIGRP路由器获取路由信息的唯一途径就是依靠邻居路由器。当其丢失到达目的网络的路由时,EIGRP路由器就会向除备用路由接口外的其它所有可用接口,发送查询数据包。邻居路由器在收到查询数据包后,会检查自身路由表中是否存在有到达目的网络的路由。如存在,它会对查询数据包进行回复,并停止向自己的邻居路由器发送查询数据包。如不存在,则会向自己的每个邻居路由器继续发送查询数据包。这样以来不仅会造成网络流量的大幅增加,而且也会造成网络带宽资源的紧张。为了避免这一情况的发生,可以采用路由汇总的方式对EIGRP协议查询消息进行优化处理。在EIGRP网络中应用路由汇总后,不仅可有效降低网络中查询消息的数量,而且还助于控制路由表的规模。需要注意的是:虽然EIGRP协议支持自动路由汇总 (只对本地路由器产生的路由进行汇总) ,但是对于无类网络而言 (相对与有类网络,无类网络IP地址的子网掩码是变长的。) 容易造成不可连通问题,因此在实际应用中多采用手动路由汇总。

DUAL算法是EIGRP的核心,包含两种计算方式:本地计算和扩散计算。可以使EIGRP选择到达每个目的网络的最佳路径,并且保证这些路径都是无环的。在初始化收敛和网络发生变化时收敛是这些动态路由选择协议中最快的。在一组网络中,当本地路由器丢失路由时,在拓扑表中找到备份路由,备份路由将替换最优路由,直接进行路由切换,并将备份路由添加到本地路由器路由表中,并且要向所有路由器发送更改更新,通告所有路由器以替换路由,这就是本地计算。在一组网络中,本地路由器丢失一条路由时,在拓扑表中没有备份路由,会通过扩散更新计算来发送查询,路由器将发送query包给所有邻居,询问邻居是否存在这条丢失路由的路径信息。邻居收到查询后,根据自身路由表的路由条目进行响应,根据邻居答复,判断哪条路径最优从而加入本地路由表,使用新的路径来访问目的地,这就是扩散计算。

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4. 研究方案

该网络部署图满足以下要求:

(1)工作站之间的主机相互独立,不能互相ping通。

(2)工作站2主机34可以ping通服务器获取信息。

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5. 工作计划

第一、二周(2022.2.08-2022.2.22)完成开题报告和外文翻译,查阅文献收集关于EIGRP以及DUAL算法的相关资料,制定一个大概的基本框架模型。

第三至五周对基于EIGRP协议模拟一个局域网的每个模块进行构造,弄清楚每个模块的任务,将整个拓扑结构分模块设计。

第六至第九周将每个模块整合,组成一个完整的拓扑结构,要求组合完成的拓扑结构能够正常运行,满足设计需求。

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