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論文題目：基于仿真理論及虛擬化技術(shù)的虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型研究
一、立題依據(jù)(包括研究目的、意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢來論述科學(xué)意義;或結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄)(不少于800字)
研究目的
現(xiàn)有 Internet 網(wǎng)絡(luò)功能強大，服務(wù)類型多樣，但是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模指數(shù)型的增大，以及應(yīng)用需求的多樣化，我們也逐漸開始意識到Internet 正逐漸步入僵化。本文正是在這樣的背景下提出了一個基于仿真理論及虛擬化技術(shù)的虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型。
研究意義
對虛擬化覆蓋網(wǎng)絡(luò)的研究意義主要在于 Internet 的僵化已經(jīng)不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)指數(shù)級的增長以及用戶的多樣化服務(wù)需求。與此相反，虛擬化覆蓋網(wǎng)絡(luò)卻能建立起一個更獨立、更安全、更靈活、并能支持地理位置與用戶身份分離的網(wǎng)絡(luò)體系模型。這樣，網(wǎng)絡(luò)能夠為用戶提供更多的私有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括應(yīng)用層和應(yīng)用層以下的各種服務(wù)。
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益膨脹的今天，Internet架構(gòu)已經(jīng)開始出現(xiàn)僵化，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時，對硬件資源的消耗越來越厲害，而且當(dāng)用戶的需求變得多樣化時比如，用戶可能需要提供自己的私有服務(wù)，或者用戶想建立自己的測試環(huán)境等，Internet 已不能很好地滿足用戶的需求。
本文提出的基于仿真理論及虛擬化技術(shù)的虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型仍處于研究階段，只是一個研究的模型。雖然對該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了初步的仿真及性能參數(shù)評估，并探討了該網(wǎng)絡(luò)模型的實際應(yīng)用，但要將其真正應(yīng)用實際生活和科研中，或讓其能應(yīng)用于更多的系統(tǒng)，支持更多的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，還需要在多方面對虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行完善。
二、研究內(nèi)容和目標(biāo)(說明課題的具體研究內(nèi)容，研究目標(biāo)和效果，以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。此部分為重點闡述內(nèi)容)(不少于2500字)
論文擬研究的方向，主要是為了解決Internet架構(gòu)逐漸僵化問題、滿足用戶更多的需求。以仿真理論與虛擬技術(shù)為基礎(chǔ)，對上述問題進(jìn)行研究和編程測試，以期構(gòu)建虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型，以用于信息安全公共服務(wù)平臺建設(shè)。
研究內(nèi)容
本文首先對現(xiàn)有 Internet 體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入研究，既看到了 Internet 存在的意義，同時也看到了它的局限性，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益膨脹的今天，Internet架構(gòu)已經(jīng)開始出現(xiàn)僵化，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大時，對硬件資源的消耗越來越厲害，而且當(dāng)用戶的需求變得多樣化時比如，用戶可能需要提供自己的私有服務(wù)，或者用戶想建立自己的測試環(huán)境等，Internet 已不能很好地滿足用戶的需求。
其次，本文對仿真理論進(jìn)行了研究，并討論了現(xiàn)有的一些主流網(wǎng)絡(luò)仿真工具。
這對本文所提出的網(wǎng)絡(luò)模型的仿真提供了有力的理論基礎(chǔ)和實踐手段，也是驗證該網(wǎng)絡(luò)模型可行性的必要前提。
由于虛擬化技術(shù)是本文的核心技術(shù)，因此，在第三章中還對網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)討論。對該技術(shù)的研究，有助于充分利用各種虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢，建立一個合理的虛擬化網(wǎng)絡(luò)模型。
在以上的這些研究的基礎(chǔ)上，本文在第四章中提出了一個基于仿真理論及虛擬化技術(shù)的虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型并給出了詳細(xì)設(shè)計方案。該網(wǎng)絡(luò)模型旨在使用戶能夠盡可能多地?fù)碛袑ψ约核接芯W(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)，使他們成為自己的“服務(wù)提供商”.
該網(wǎng)絡(luò)模型能夠為用戶建立起一個具有更高獨立性、安全性、靈活性，并具有物理位置與用戶身份分離特性的網(wǎng)絡(luò)，這使得用戶能夠在自己的私有網(wǎng)絡(luò)中提供或享用更多種多樣的個人網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這些服務(wù)不但包括應(yīng)用層各項服務(wù)，還包含了應(yīng)用層以下的各種服務(wù)。該模型的核心主要是基于虛擬化技術(shù)建立起來的，其中用到的虛擬化技術(shù)包括虛擬路由器技術(shù)、虛擬網(wǎng)卡技術(shù)、虛擬拓?fù)浼夹g(shù)等等。虛擬設(shè)備技術(shù)是一種對硬件設(shè)備功能的軟件仿真技術(shù)，而虛擬拓?fù)浼夹g(shù)是指現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓谔摂M網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬映射技術(shù)，它能夠提供給用戶控制自己網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕涌凇?/p>
在第五章中本文還討論了該網(wǎng)絡(luò)模型的實際應(yīng)用。它的應(yīng)用范圍十分廣泛，既可以用于個人用途，也可以用于組織機構(gòu)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的情況，還可以用于給網(wǎng)絡(luò)研究人員對前沿的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行方便而靈活的實驗和仿真。特別地，本文在對現(xiàn)有信息安全公共服務(wù)平臺體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，給出了該網(wǎng)絡(luò)模型在該平臺中的應(yīng)用，提出了新一代信息安全公共服務(wù)平臺體系框架，為進(jìn)一步發(fā)揮信息安全公共服務(wù)平臺的優(yōu)越性奠定了基礎(chǔ)。
最后，本文采用 ns2 仿真技術(shù)對該網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了仿真，得出了對該網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的評估。同時還結(jié)合利用了 Planetlab 測試床，對該網(wǎng)絡(luò)模型的系統(tǒng)參數(shù)也進(jìn)行了評估，驗證了該網(wǎng)絡(luò)模型的可行性。
研究目標(biāo)和效果
本課題的研究目標(biāo)對應(yīng)研究內(nèi)容分為四部分：
首先，討論了網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，包括其研究背景和現(xiàn)有的一些主流網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)。
然后，著重介紹了虛擬化技術(shù)，并對網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的實際應(yīng)用進(jìn)行了深入闡述。
接著，提出了虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型體系結(jié)構(gòu)，詳細(xì)描述了其中的關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)模型的建立與實現(xiàn)機制，并給出了具體的網(wǎng)絡(luò)通信實例。
另外，對該網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了仿真，并對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了性能測試。結(jié)合現(xiàn)有的信息安全公共服務(wù)平臺，提出了新一代信息安全公共服務(wù)平臺體系結(jié)構(gòu)。
擬解決問題
Internet 的優(yōu)勢是明顯的，就是它能夠為用戶提供大量的服務(wù)，但是我們也不得不承認(rèn)， Internet 的體系結(jié)構(gòu)正使得它變得開始僵化。
首先，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷地增大，對硬件資源的消耗也逐漸開始呈指數(shù)級遞增，于是即使是對 Internet 架構(gòu)的很小改動，都會使得部署相當(dāng)困難。例如，IPv6 雖然已經(jīng)進(jìn)入人們的視野很久了，但是由于技術(shù)上的原因，IPv6 遲遲不能推廣使用。因此，Internet 不利于新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究及部署，它不但對需要大量的硬件資源消耗，而且部署周期相當(dāng)長。
另外，用戶的需求已不僅限于現(xiàn)有的 Internet 服務(wù)，他們的服務(wù)需求已變得越來越多樣化。例如，Internet 的盡力包傳送服務(wù)并不能滿足商業(yè)中的關(guān)鍵服務(wù)或一些實時應(yīng)用程序的需求。因此，Internet 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶多樣化的個人網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求。
此外，Internet 的服務(wù)由 ISP 服務(wù)提供商進(jìn)行管理和維護(hù)，這將使得有時對它的使用變得很不靈活。用戶往往希望能夠根據(jù)自己的需求建立起自己的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，提供自己的私有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等等。因此，Internet 不能向用戶提供開放式的管理和競爭平臺 .促使我們?nèi)で蟾玫木W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案，而虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型能夠很好的解決這些問題。
三、研究方案設(shè)計及可行性分析(包括：研究方法，技術(shù)路線，理論分析、計算、實驗方法和步驟及其可行性等)(不少于800字)。
研究方案設(shè)計
1.研究方法
針對本課題的研究內(nèi)容和特性，達(dá)到研究目標(biāo)和完成畢業(yè)論文，采用如下的研究方法：
(1)理論知識準(zhǔn)備：采用文獻(xiàn)調(diào)查法，利用學(xué)校圖書館、網(wǎng)上相關(guān)學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫等資源，來進(jìn)一步了解具體的仿真理論和虛擬化技術(shù)主要內(nèi)容;(2)改進(jìn)技術(shù)和主要研究點確定：以生成虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型為主要研究點，輔以該模型的模擬仿真研究;(3)技術(shù)調(diào)研：對課題中涉及的虛擬化技術(shù)相關(guān)基本原理，以及仿真理論進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后針對具體的技術(shù)方案進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，確定實現(xiàn)方式;(4)設(shè)計技術(shù)方案：在理論準(zhǔn)備和技術(shù)調(diào)研的基礎(chǔ)上，確定基于仿真理論及虛擬化技術(shù)確定技術(shù)實現(xiàn)方案;(5)實現(xiàn)并測試：理論與實踐相結(jié)合，根據(jù)設(shè)計出的技術(shù)方案，對需要改進(jìn)的關(guān)鍵部分進(jìn)行仿真，驗證方案的可行性;(6)完成論文：整理文獻(xiàn)資料、代碼和數(shù)據(jù)等，完成論文。
2、技術(shù)路線
首先介紹幾種相關(guān)的虛擬技術(shù)，基于這些虛擬技術(shù)，將給出虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型的架構(gòu)。然后將會進(jìn)一步討論具體的設(shè)計和實現(xiàn)機制。另外，還給出了兩個實例用于說明一個用戶組內(nèi)兩個用戶成員間的通信過程。
可行性分析
近年來，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的不斷豐富和發(fā)展，為本課題的研究奠定了堅實的理論背景和相關(guān)技術(shù)支持。比如，虛擬設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用，這包括虛擬路由器技術(shù)(或虛擬交換機技術(shù))和虛擬網(wǎng)卡技術(shù)。同時虛擬拓?fù)浼夹g(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)了從現(xiàn)實世界向虛擬世界的映射。
總的來說，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)上述實驗方案進(jìn)行設(shè)計研究，思路是清晰的，研究方法是可行的。
四、本研究課題可能的創(chuàng)新之處(不少于500字)
本課題研究主要是為了解決在虛擬化技術(shù)下虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建問題，以及對虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型的模擬仿真。本課題為實現(xiàn)此目標(biāo)，在策略思想和關(guān)鍵技術(shù)上的創(chuàng)新點主要有以下幾點。
(1)在深入分析現(xiàn)有Internet架構(gòu)、和主流虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了具有更高獨立性、安全性、靈活性，并具有物理位置與用戶身份分離特性的虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型，并給出了模型的框架和設(shè)計細(xì)節(jié)。該模型具有很廣泛的應(yīng)用前景。
(2)對現(xiàn)有信息安全公共服務(wù)平臺體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢和需求進(jìn)行了深入分析，結(jié)合了本文中提出的虛擬覆蓋網(wǎng)絡(luò)模型，提出了新一代信息安全公共服務(wù)平臺框架。
綜上所述，本課題的研究內(nèi)容在思想和關(guān)鍵技術(shù)上主要有這兩點創(chuàng)新之處。
五、研究基礎(chǔ)與工作條件(1.與本項目相關(guān)的研究工作積累基礎(chǔ) 2.包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決途徑)(不少于500字)
1、研究工作積累基礎(chǔ)
本人所在實驗室研究組的主要研究內(nèi)容為網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)，在學(xué)習(xí)過程中，我在充分了解、學(xué)習(xí)了虛擬化技術(shù)的定義，仿真理論的定義，有充分的理論知識儲備。
另外，本人在研究組的網(wǎng)絡(luò)原型系統(tǒng)構(gòu)建的項目中，承擔(dān)過一些涉及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建，網(wǎng)絡(luò)配置信息呈現(xiàn)，以及網(wǎng)絡(luò)信息的模擬檢測和呈現(xiàn)工作。具備進(jìn)行課題研究仿真的實踐經(jīng)驗。
對如何進(jìn)行原型系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)了開發(fā)時所需要用到的編程語言，比如java、JSP、XML等語言，為將來的課題模擬的開發(fā)工作打下了一定的基礎(chǔ)。
所以，對于本課題的提出研究內(nèi)容和方向，本人具備研究和建立原型系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗證的能力。
2、已具備的實驗條件及缺少的實驗條件和擬解決途徑
本課題研究，需要查找網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)和仿真的相關(guān)資料和論文，學(xué)校的圖書館和網(wǎng)絡(luò)資料數(shù)據(jù)庫為此提供強大的支持。另外，對于課題需要仿真的工作，本人可以利用所在實驗室研究組的服務(wù)器資源，進(jìn)行實驗環(huán)境的仿真構(gòu)建和仿真原型系統(tǒng)的開發(fā)，本人所在研究組具備相關(guān)研究所用的仿真硬件環(huán)境。同時，實驗室研究組的老師和同學(xué)們，也可以為本課題研究的內(nèi)容做一些支持和幫助。
但是由于之前缺乏一些對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖伤惴ㄏ嚓P(guān)圖論知識的深入學(xué)習(xí)，需要進(jìn)一步的了解和學(xué)習(xí)。本人有決心和能力做好這方面的學(xué)習(xí)和研究。
