1. 研究目的与意义
（1）随着网络规模不断扩大，运营商的业务点也越来越多，传输的数据量也越来越大，运营商网络的完善和优化是运营商向信息走化发展的必然选择。
随着网络体系的不断扩大，导致路由数量极大增长，路由协议不堪重负，运营商网络建设复杂，过去的路由协议已经不能够满足当下的需求。
为解决此问题，管理者提出了自治系统的概念，又称路由域。
2. 课题关键问题和重难点
课题拟解决的关键问题：（1）如何实现基于BGP来实现网络的规划与实施？（2）如何对规划好的BGP网络进行优化？难点：（1）对BGP工作原理的理解（2）对BGP协议与其他路由协议的区别的掌握（3）对BGP协议的各属性的掌握（4）对BGP协议的配置的熟练运用（5）对系统进行需求分析与系统设计，提出总体设计方案（6）合理规划运营商网络，设计拓扑图（7）对规划好的BGP网络进行优化
3. 国内外研究现状（文献综述）
（1）internet和路由：全球互联互通的internet网络，又叫“因特网”和“国际分布式互联网络”等[1]。internet是一个开放分布式系统，由大量自治域（autonomous system，as）组成。as是由相同的技术管理机构，使用相同的路由策略的路由器组成[2]。internet管理机构给每片区域分配了as编号。不同的编号对一个自治域可以是一所大学，一个互联网服务提供商（internet service provider，isp）或是一个公司。大部分自治域都由一个唯一的自治域号（autonomous system number，asn）标识。一些小到中等规模的校园网或者企业网并不需要一个公有的asn，他们通过isp访问internet[3]。
在互联网发展早期，网络规模相对较小，网络内部路由器的数量也非常有限，这样经过几次中转，数据就可以从发送端到达目的端，从而完成对数据的转发。完成这项任务的路由器其内部执行的是一种被称为是igp的内部网关路由协议，诸如rip，ospf，isis和eigrp等都是igp路由协议。它们在当时的网络环境下工作得很好，但随着互联网规模的扩大和发展，路由器的数量与日增长，路由表也变得异常庞大和臃肿，此时迫切需要将网络划分成一个个单独的管理单元，每个单元就是一个自治系统[4]。
随着云计算、大数据、移动互联网的兴起，数据中心流量与日俱增。作为承载云业务的核心基础设施，数据中心网络面临着新一轮的演进和变革，以提供更加灵活的业务支撑[5]。就目前而言，云计算的发展趋势毋庸置疑。然而，物理设备故障、数据滥用、不安全缺口等接二连三的云服务故障却加深了用户的担忧。为了解决此担忧，internet将众多相自治系统连接而成。而负责传递as之间网络层可达性信息的协议称为bgp（边界网关协议）[6]。
4. 研究方案
运营商网络设计需求分析： 网络需求分析就是根据运营商信息技术应用要求和业务发展需求，结合现有设备状况，较为全面地调查和分析运营商在信息技术方面的技术需求，然后从网络建设的角度，将这些需求转换成构造网络系统以及网络系统能够提供服务的需求。 在网络需求分析过程中，网络系统用户往往从系统外部关注整个网络系统的功能和性能，而网络设计者往往从网络系统内部关注整个网络系统的技术和结构。因此，如何正确地将用户对网络系统功能和性能的需求转换成对网络系统技术和结构的需求并给予量化表示是网络需求分析的关键。 经过分析调研，将系统需求归纳为如下几点： （1）网络的路由可靠性需求：在发展初期，网络对可靠性的要求并不很高。而伴随着规模的扩大和业务的发展，越来越多的业务需要依靠IP网络来进行，对网络的可靠性需求越来越突出。在大规模路由网络中，所有的数据流量都经由核心层和汇聚层转发，所以其可靠性要求尤其高。因此在设备层面，核心层和汇聚层通常都采取双设备配置，为下层设备提供双归属的上行链路;而在协议层面，核心层和汇聚层都采用动态的路由协议如OSPF、IS-IS，利用路由协议自动发现冗余的下一跳，并在故障发生时能够自动切换。同时，汇聚层还承担起故障隔离功能。当接入层路由产生故障时，使路由变化尽可能少地扩散到核心层，而不致引起核心层的路由动荡。可以通过在汇聚层上进行适当的路由协议区域划分，配合以路由聚合，来隔离接入层的路由故障。如果网络只通过一个出口设备的两条链路连接到ISP，则可以使用浮动静态路由。通过调整静态路由的优先级，使一条链路为主，另一条链路为备，或二者互为备份。如果网络通过多个出口设备连接到ISP，则使用BGP是较好的选择。BGP可以动态学习到ISP发布的路由，且能够实现出口选择策略和多出口互相备份。 （2）网络的路由可扩展性需求：网络的可扩展性需求是一直存在的，而大规模网络重建成本高，对可扩展性的要求就更加高。网络的可扩展性体现在以下几方面：①站点与设备的增长不会引致路由增长不可控；②站点与设备的增长不会引致路由增长不可控；③路由度量值能够适应网络规模与链路带宽的增长。 （3）网络的路由可管理性需求：随着网络技术与通信技术的融合，在IP网络平台上可实现电话、传真、音视频会议、办公协作等众多应用服务的统一；同时，通过开放应用接口，网络可实现与企业IT应用、办公系统、及生产系统的融合，形成一个全IP的统一通信平台。在这个通信平台上，如何合理利用网络资源，满足各种应用需求尤为重要。 （4）网络的路由快速恢复需求：如IP电话、视频会议等实时业务对IP承载网的服务质量要求较高。一方面要求网络传输的时延要小，以满足业务的实时要求;另一方面要求网络发生故障时，能够快速侦测并避开故障点。在大规模网络中，路由变化的传播距离远，收敛速度慢。为加快收敛速度，减少对实时业务的影响，必须要满足网络路由快速恢复的需求。论证：BGP协议是专门为处理大规模路由网络所开发的路由协议。实现全网化整为零，分而治之。在AS间传递路由。BGP协议被称为路由距离矢量路由协议，因为一个AS向另一个AS所传递的BGP路由更新，其实是传递一条路径信息，并且描述了通过这条路径所能到达的网络。
使用BGP协议的理由：① BGP可以将庞大的网络划分成若干个AS，以大划小。② BGP具有丰富的路由策略，其选路控制能力非常强，能应用BGP实现复杂的业务需求。③ 支撑MPLS/VPN的应用，传递客户VPN路由。
5. 工作计划
2022-2023-1学期第15-16周：完成选题，查阅相关中英文资料，进行相关技术的学习2022-2023-1学期第17周：与导师沟通进行课题总体规划2022-2023-1学期第18周：查看任务书，根据导师的要求进行外文翻译，列出开题报告大纲2022-2023-1学期第19周：搭建开发环境，撰写开题报告2022-2023-2学期第1-2周：进行课题的需求分析，提交开题报告2022-2023-2学期第3-4周：根据需求分析，设计方案的草拟2022-2023-2学期第5-6周：完成论文设计的模拟环境搭建2022-2023-2学期第7-8周：模拟器实现需求；提交毕业设计论文提纲给指导老师审阅2022-2023-2学期第9-11周：完成模拟器的功能测试；完成毕业论文初稿2022-2023-2学期第12周：对撰写的论文进行修改，提交论文终稿及合格的论文检测报告、毕业设计（论文）资料装袋2022-2023-2学期第13-14周：筹备毕业答辩相关事宜，制作参加毕业答辩的演示课件。
参加毕业答辩，并提交全部文档和成果材料
