IPv6骨干网络的拓扑发现与带宽测量

IPv4/IPv6综合网络管理系统的设计与实现的开题报告一、研究背景及意义随着互联网的不断发展，IP地址的需求量越来越大。

而传统的IPv4协议只有32位的地址，地址池有限，随着IPv6协议的出现，其128位的地址空间可以满足未来网络设备的使用，能够解决IPv4协议下面临的地址资源短缺问题。

因此，IPv6协议的提出和实现将对未来网络的发展产生重大的影响。

然而，随着IPv6协议的普及，网络管理的难度也随之增加。

IPv4和IPv6协议的同时存在，网络管理员需要同时管理两种协议的设备，面临实现、管理、维护的难题，这就需要一个综合管理系统来解决。

因此，本项目拟设计并实现一个IPv4/IPv6综合网络管理系统，为网络管理员提供全面性的设备管理和故障排查，提高网络运维效率和安全性，具有非常重要的应用价值和社会意义。

二、研究内容和方法研究内容：1.收集和分析IPv4/IPv6网络架构的相关信息，并以此为基础，设计和实现一个IPv4/IPv6综合网络管理系统。

2.系统具有以下功能：（1）设备自动发现：通过设备扫描等方式，自动发现并识别网络中的IPv4/IPv6设备。

（2）网络拓扑展示：通过拓扑图展示网络的拓扑结构，帮助管理员了解网络设备之间的连接关系。

（3）设备信息管理：记录网络设备的基本信息，如设备名称、地址、型号等。

（4）配置管理：记录网络设备的配置信息，如IP地址、默认网关、子网掩码等。

（5）性能管理：实现对设备的性能监测，如CPU利用率、内存利用率和接口流量等。

（6）故障管理：实现设备故障的快速定位和解决，提高网络的可靠性和稳定性。

研究方法：1. 系统总体功能设计：基于对IPv4/IPv6网络架构的调研和分析，确定系统总体功能。

2.系统算法设计：设计自动发现、拓扑展示、设备信息管理、配置管理、性能管理和故障管理等模块的相关算法。

3.系统架构设计：设计系统的模块、接口、数据流、数据存储等。

4.系统实现：采用Python语言，基于Flask框架、MySQL数据库实现IPv4/IPv6综合网络管理系统。

拓扑检查的步骤
拓扑检查是指对通信网络中的节点和链接进行验证和检测的过程。

以下是拓扑检查的一般步骤：
1. 收集拓扑数据：首先需要收集网络拓扑的数据，包括节点的位置、连接的类型和带宽等信息。

这可以通过交换设备的配置信息、网络地图或其他工具得到。

2. 确定目标：确定所需检查的目标，例如检查故障点、瓶颈或冗余链接等。

根据目标，制定适当的检查步骤和策略。

3. 确定检查方法：选择适合的检查方法，如物理检查、链路状态检查、连通性检查等。

根据需要，可以使用各种工具和技术，如网络分析仪、ping命令、traceroute命令等。

4. 进行检查：根据目标和选择的检查方法，开始执行拓扑检查。

这可能涉及到对节点连通性的测试，对链路带宽的测量，或对网络设备配置的验证等。

5. 分析结果：根据检查的结果，进行数据分析和解释。

识别潜在的问题、瓶颈或错误，并采取相应的纠正措施。

6. 记录报告：将检查的结果和分析记录在报告中。

报告可以包括拓扑图、问题描述、解决方案建议等内容，以便后续参考和记录。

7. 验证和跟踪：根据检查的结果和纠正措施的实施，验证问题
是否得到解决，是否达到预期的效果。

同时，保持对网络拓扑的跟踪和更新，以保持其准确性。

需要注意的是，拓扑检查是一个持续的过程，网络拓扑会随着时间和变化不断发展。

因此，定期进行拓扑检查，并及时更新拓扑信息是十分重要的。

IFIT随流测量技术详细白皮书IFIT（In-situ Flow Information Telemetry）是一种基于真实业务流的随流测量技术。

基于随流检测原理，IFIT提供真实业务流的端到端及逐跳SLA（丢包、流量、时延、抖动等）测量能力，可快速感知网络性能相关故障，并进行精准定界、排障。

相比传统检测技术如TW AMP、Y.1731等，IFIT在组网灵活性、SLA精准性、故障快速定界能力上具备更大优势，是未来5G移动承载网络运维的重要手段。

1.概述性能检测技术概述网络性能检测技术是互联网领域和电信领域的共同研究热点。

各种性能检测技术通过监控、测量、采集网络性能数据，对网络运行状态进行分析、评价、控制、调整，以提供长期稳定、可靠的网络服务，是网络运行的基础。

根据检测方式不同，检测技术可分为如下三大类（RFC 7799）：主动检测：通过构造检测报文方式，对检测报文进行时延、丢包等SLA测量，间接获得网络质量。

如RFC 2544、TW AMP/OW AMP、Y.1564等均为主动检测技术。

由于测量的不是真实业务流量，主动检测的准确度与实际网络存在一定偏差。

被动测量：指直接对实际业务流进行测量的检测技术，如思科主导的in-situ OAM、Barefoot主导的INT、我司主导的IPFPM等技术。

被动测量基于实际业务流，测量精度高。

混合测量：介于主动测量与被动测量之间，通过构造少量辅助检测报文，对实际业务流进行SLA测量，例如Y.1731（CFM LM）、MPLS-TP OAM（LM）、RFC 6374等。

由于部分检测是基于实际业务流，其测量精度也较高。

以上检测技术各有优缺点，应用场景也各自不同：TWAMP主要用于端到端IP业务流级检测，但由于是测量构造的检测报文，检测精度较低，且无逐跳检测能力。

RFC 2544、Y.1564通常用于测量设备、网络的SLA能力，与实际业务流的SLA也存在一定差距。

Y.1731（CFM）仅用于L2业务，无法适用三层业务的检测；MPLS-TP OAM、RFC 6374仅支持MPLS管道级测试，且不支持乱序、负载分担、点到多点场景，如LAG、ECMP、双归等，同时也不支持逐跳测量。

［导读］园区网络是支撑企业业务的核心网络。

在一个园区网络中，内部的终端数量庞大，业务种类丰富。

在园区网从IPv4升级为IPvWlPv4双栈网络中，如何考虑所涉及的网络设备、安全以及无线用户接入等方面的部署？一、IPv6园区网的整体结构IPv6园区网建设经过了多种方案的变化演进，从早期的使用隧道接入到部分网络采用双栈组网，再到现在的以双栈组网为主。

这样的变化是由IPv6业务的开展及网络设备的不断创新所推动的。

图1.典型的园区网络图1是一个典型的园区网组网方式，将一个园区网络分为接入、汇聚、核心的层次性结构。

一般的网络设计中，接入层网络为二层网络，用户的网关设置在汇聚层。

核心层起到互连汇聚层做高速转发。

在功能模块的划分中，园区网络主要由网络出口、数据中心及用户接入三大部分组成。

将该类型组网升级为双栈网络时，常规选择采用双栈部署，从汇聚层到核心层网络开始升级，然后根据网络的情况，升级防火墙等附加的业务设备；在另外的一些情况中，可以采用双栈网络为主、隧道技术为补充的升级方式。

在一个双栈网络升级后，原有的应用服务器可能无法同网络一起一步到位升级为双栈服务器，在这种情况下如果有一部分纯IPv6用户需要访问IPv4的服务器，需要在网络中部署NAT-PT设备，进行IPv6，IPv4的协议转换。

可见，将一张仅支持IPv4的园区网升级为支持IPv6/IPv4双栈的网络，涉及到多项网络技术，面临着多种升级方式的选择。

在这种情况下，对园区网络进行IPv6技术升级前，需要制定详细的升级流程:1）制定网络设备的升级计划。

2）评估网络中的现有产品对IPv6的支持情况。

3）评估网络中需要升级到双栈的网络服务。

4）制定IPv6地址的分配方案。

5）制定详细的IPv6网络升级方案。

6）在升级后进行必需的IPv6技术培训。

通过上述的IPv6升级步骤，逐步的将园区升级为IPv6/IPv4双栈网络，满足现阶段的双栈用户的接入需求。

二、IPv6园区网的部署1.双栈模式的园区网骨干部署在双栈模式的园区网的骨干网络进行建设时，遵循分层的网络建设模式。

RFC8201 IPv6路径MTU发现机制2017概述：本文档定义了IPv6路径MTU发现机制（PMTUD），本文档很大部分继承自RFC1191，RFC1191描述了IPv4协议的路径MTU发现机制。

本文档废弃了RFC1981。

该备忘录状态：这是一篇Internt标准跟踪文档。

本文档是Internet工程任务组（IETF）的产品。

它代表了IETF社区的共识。

它已经接受了公众评审，并已被Internet工程指导小组（IESG）批准发布。

RFC 7841的第2章提供了有关Internet 标准的更多信息。

本文档的状态、勘误以及如何提交反馈信息，请参考：/info/rfc8201。

修订记录目录目录 (3)1引言 (4)2术语 (5)3协议概述 (6)4协议需求 (7)5实现问题 (8)5.1层 (8)5.2PMTU信息的存储 (9)5.3过时PMTU信息的清除 (11)5.4分组化层的处理 (11)5.5其它传输协议问题 (12)5.6管理接口 (12)6安全考虑 (13)7IANA考虑 (14)8参考文档 (14)8.1Normative References (14)8.2Informative References (14)附录A: 与RFC1191的比较 (16)附录B: 自RFC1981的变更 (16)致谢 (18)1引言当IPv6节点有大量数据要发送给另一个节点时，这些数据通过一系列的IPv6封包传输。

这些封包的大小要小于等于路径MTU（PMTU）。

当然，它们可以是更大的分组报文，不过需要分片为尺寸小于等于PMTU的一系列分片才能传输。

IPv6节点应该实现PMTU发现机制，以发现并利用PTMU大于IPv6最小链路MTU[RFC8200定义IPv6链路MTU最小值是1280Byte]的线路。

一个最小的IPv6实现（比如在boot ROM中）可以选择不支持路径MTU发现机制。

不支持路径MTU发现的节点必须使用RFC8200定义的最小链路MTU作为封包的最大尺寸。

（第2套题）下一代互联网(IPv6)搭建与运维-初级一、单选题(30道)1.根交换机是具有( )的被选中交换机。

[单选题] *A、最低MAC地址B、最高MAC地址C、最低交换机ID(正确答案)D、最高交换机ID2.下列关于交换机的接入链路和干道链路叙述中不正确的是( )。

[单选题] *A、接入链路指的用于连接主B、接入链路可以包含多个端口(正确答案)C、干道链路是可以承载多个不同VLAN数据的链路D、干道链路通常用于交换机间的互连，或者连接交换机和路由器3.下列关于VLAN的描述中，不正确选项为( )。

[单选题] *A、一个VLAN形成一个小的广播域，同一个VLAN成员都在由所属VLAN确定的广播域内B、VLAN技术被引入到网络解决方案中来，用于解决大型的二层网络面临的问题C、VLAN的划分必须基于用户地理位置，受物理设备的限制(正确答案)D、VLAN在网络中的应用增强了通讯的安全性4.下列关于VLAN特性的描述中，不正确的选项为( )。

[单选题] *A、VLAN技术是在逻辑上对网络进行划分B、VLAN技术增强了网络的健壮性，可以将一些网络故障限制在一个VLAN之内C、VLAN技术有效地限制了广播风暴，但并没有提高带宽的利用率(正确答案)D、VLAN配置管理简单，降低了管理维护的成本5.下列关于交换机的接入链路和干道链路叙述中不正确的是( ) [单选题] *A、接入链路指的用于连接主B、接入链路可以包含多个端口(正确答案)C、干道链路是可以承载多个不同VLAN数据的链路D、干道链路通常用于交换机间的互连，或者连接交换机和路由器6.选择用来为网段转发流量的交换机端口称为( )。

[单选题] *A、根端口B、交替端口C、后备端口D、指定端口(正确答案)7.对于交换机的VLAN配置，以下描述不正确的选项为( )。

[单选题] *A、缺省VLAN ID为1B、通过命令show vlan查看VLAN设置时，必须指定某一个VLAN ID(正确答案)C、创建VLAN时，会同时进入此VLAN的配置模式D、对于已创建的VLAN，可以对它配置一个描述字符串8.为一个具有到达根交换机次优路径的端口会分配哪种端口角色( )。

一种面向IPv6的网络拓扑发现系统的设计摘要：作为网络管理的基本功能，在ipv6网络中研究拓扑发现具有重要意义。

首先对比分析了ipv6与ipv4网络在拓扑发现的差异，从地址空间、双栈共存、隧道网络等几个方面具体分析了在ipv6网络中进行拓扑发现需要解决的问题，结合ipv6网络自身的特点，研究了进行ipv6拓扑发现需要掌握的关键技术，针对这些差异，给出了相应的拓扑发现解决方案。

关键词：拓扑发现；隧道；双栈；ipv6中图分类号：tp393 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）07-1521-03当前使用的ipv4网络在可扩展性、信息安全、服务质量、物联网等端到端通信方面受到诸多制约，随着全球范围开展的下一代互联网的部署，许多在当前互联网条件下存在的问题都将迎刃而解。

完全地取代ipv4网络是一个曲折而漫长的过程，中国虽然在高校部署了全球最大的ipv6实验网络，在目前的应用来看，它仍然只是ipv4网络的一种复制，并没有很精彩的应用吸引眼球。

无可否认的是，ipv6取代ipv4是大势所趋，关于下一代互联网的研究正成为一个新的研究热点。

作为网络管理中的一项基本功能，拓扑管理实现网络拓扑的自动发现，流量监控，定期更新，设备管理等功能。

由于ipv6网络采用全新的地址空间，子网空间巨大，而且没有在ipv4网络中定义的arp、rarp概念。

在ipv4下所使用的穷举法拓扑发现算法并不适用于ipv6网络。

同时，针对ipv6的snmp标准化工作尚未完成，支持ipv6的mib 对象比较少，许多字段目前还是不可访问的（not-accessible）。

针对这些问题，需要探索一种行之有效的针对ipv6的拓扑发现算法。

当前，国内外对ipv6网络拓扑发现的研究比较少。

相关文献中，法国oria-inria实验室的i.astic等提出了分层拓扑发现结构。

该算法的中心思想是通过子网代理发送一组多播地址来发现子网内所有节点的地址信息和主机信息，通过管理中心来处理本地代理送来的子网信息，由traceroute6来实现对骨干网络的结构识别，进而分析出全网的拓扑结构。

IPv6支持度评测指标与评测方法第3部分：IP承载网1 范围本文件规定了IP承载网对IPv6支持程度的评测指标和评测方法，包括网络就绪、网络质量和网络可靠性三部分内容。

本文件适用于承载互联网应用服务的IP网络对IPv6支持度的评测。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

YD/T 1698 IPv6网络设备技术要求具有IPv6路由功能的以太网交换机YD/T 1454 IPv6网络设备技术要求核心路由器YD/T 1452 IPv6网络设备技术要求边缘路由器YD/T 1916 IPv6网络设备技术要求——宽带网络接入服务器YD/T 1917 IPv6网络设备测试方法——具有IPv6路由功能的以太网交换机YD/T 1455 IPv6网络设备测试方法核心路由器YD/T 1453 IPv6网络设备测试方法边缘路由器YD/T 2370 IPv6网络设备测试方法宽带网络接入服务器YD/T3505 运营商网络的IPv6支持度评测指标体系3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1单向传输时延 one-way delay网络中选择两个监测点，两点间单向的传输时延。

3.2往返传输时延 round-trip delay网络中选择两个监测点，两点间双向的传输时延。

3.3单向丢包率 one-way packet loss ratio网络中选择两个监测点，两点间单向的丢包率。

3.4往返丢包率round-trip packet loss ratio网络中选择两个监测点，两点间双向的丢包率。

3.5单向时延抖动 one-way delay jitter网络中选择两个监测点，两点间单向时延差。

3.6往返时延抖动 round-trip delay jitter网络中选择两个监测点，两点间双向时延差。

3.7IPv6网络性能优劣比IPv6 network performance degradation ratio网络中选择两个监测点，两点之间的IPv6网络性能和IPv4网络性能之间的差，与IPv4网络性能的比值。