論文題目：基於仿真理論及虛擬化技術的虛擬覆蓋網路模型研究
一、立題依據(包括研究目的、意義、國內外研究現狀和發展趨勢，需結合科學研究發展趨勢來論述科學意義;或結合國民經濟和社會發展中迫切需要解決的關鍵科技問題來論述其套用前景。附主要參考文獻目錄)(不少於800字)
研究目的
現有 internet 網路功能強大，服務類型多樣，但是隨著網路規模指數型的增大，以及套用需求的多樣化，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於仿真理論及虛擬化技術的虛擬覆蓋網路模型。
研究意義
對虛擬化覆蓋網路的研究意義主要在於 internet 的僵化已經不能適應網路指數級的增長以及用戶的多樣化服務需求。與此相反，虛擬化覆蓋網路卻能建立起一個更獨立、更安全、更靈活、並能支持地理位置與用戶身份分離的網路體系模型。這樣，網路能夠為用戶提供更多的私有網路服務，包括套用層和套用層以下的各種服務。
國內外研究現狀和發展趨勢
在網路規模日益膨脹的今天，internet架構已經開始出現僵化，當網路規模增大時，對硬體資源的消耗越來越厲害，而且當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，或者用戶想建立自己的測試環境等，internet 已不能很好地滿足用戶的需求。
本文提出的基於仿真理論及虛擬化技術的虛擬覆蓋網路模型仍處於研究階段，只是一個研究的模型。雖然對該網路進行了初步的仿真及性能參數評估，並探討了該網路模型的實際套用，但要將其真正套用實際生活和科研中，或讓其能套用於更多的系統，支持更多的網路新技術，還需要在多方面對虛擬覆蓋網路模型進行完善。
主要參考文獻
[1]喻健坤，楊樹堂，陸松年，李鐸峰，支持多用戶並發訪問控制的虛擬網路模型研究，信息技術，XX年第8期，1~2頁。
[2] ieee std 802.1q-1998, draft standard for virtual bridge local area networks,may 16, 1997.
[3] ieee std 802.1q?, XX edition ieee standards for local and metropolitanarea networks virtual bridged local area networks, may 7, XX.
[4] dr. v. rajaravivarma, north carolina a&t state university, virtual local areanetwork technology and applications, system theory, 1997., proceedings of thetwenty-ninth southeastern symposium on 9-11 march 1997 page(s)：49 - 52.
[5] p. ferguson, g. huston, what is a vpn?, technical report, cisco systems, march1998.
[6] stanford high-performance networking group,stanford virtual networksystem(vns)。
[7] martin casado, nick mc keown. the virtual network system, acm sigcsebulletin, XX, volume 37, pages 76 - 80.
[8]王濤，用net sim組建虛擬網路實驗室，長沙通信職業技術學院學報，XX年4卷3期，46-48頁。
[9] galan f., fernandez d., ruiz j., walid o., use of virtualization tools in computernetwork laboratories, information technology based higher education andtraining, XX. ithet XX. proceedings of the fifth international conferenceon 31 may-2 june XX, page(s)：209 - 214.
[10] l. peterson, t. roscoe, the design principles of planetlab, acm operatingsystems review, 40(1)， jan. XX.
[11] joseph d. touch, yu-shun wang, lars eggert, gregory g. finn. a virtual internetarchitecture. usc/information sciences institute march 24, XX.
[12] louati, w., zeghlache, d. network-based virtual personal overlay networksusing programmable virtual routers. communications magazine, ieee, volume 43, issue 8, aug. XX page(s)：86 - 94.
[13] h. balakrishnan, k. lakshminarayanan, s. ratnasamy, s. shenker, i. stoica, andm. walfish. a layered naming architecture for the internet. in proc. of acmsigcomm '04, pages 343-352, portland, or, usa, aug. XX.
[14] m. caesar, t. condie, j. kannan, k. lakshminarayanan, s. shenker, and i. stoica.
routing on flat labels. in proc. of acm sigcomm '06, pages 363-374, pisa,italy, sept.XX.
[15] m. chawla, t. koponen, k. lakshminarayanan, a. ramachandran, a. tavakoli,a. vasu, s. shenker and i. stoica. a data-oriented (and beyond) networkarchitecture.
[16] m. caesar, m. castro, e. nightingale, g. o'shea, a. rowstron, virtual ringrouting: network routing inspired by dhts, acm sigcomm, september XX.
[17] e. kohler, the click modular router, acm trans. comp. sys., vol. 18, no. 3,aug. XX, pp. 263-97.
[18] m. handley, designing extensible ip router software, proc. 2nd usenix symp.net. sys. design and implementation, boston, ma, may XX.
[19] d. cheriton, m. gritter, triad: a scalable deployable nat-based internetarchitecture, technical report, january XX.
[20] l. peterson, a. bavier, marc e. fiuczynski, and s. muir. experiences buildingplanet lab. proceedings of the 7th usenix symposium on operating systemdesign and implementation (osdi '06) seattle, wa, november XX.
[21] t. anderson, t. roscoe. learning from planet lab, proceedings of the 3rdworkshop on real, large distributed systems (worlds)， november XX.
[22] h. balakrishnan, m. f. kaashoek, d. karger, r. morris, i. stoica, looking updata in p2p systems', communications of the acm, vol. 46, no. 2, februaryXX, pp. 43-48.
[23] j. turner. virtualizing the net - a strategy for enabling network innovation. highperformance interconnects, XX. proceedings. 12th annual ieee symposium on,25-27 aug. XX.
[24] p. ruth, x. jiang, d. xu, s. goasguen, virtual distributed environments in a shared infrastructure. computer, may XX.
[25] krap c. arjen, setting up a virtual network laboratory with user-mode linux,technical report, masters programme on system and network administration,university of amsterdam, 27th february XX.
[26] k. luruo and s. khanvilkar, virtual network configuration tools for user-modelinux, linux for you - pro, may XX.
[27]姚曉宇，趙晨，linux 核心防火牆 netfilter 實現與套用研究，計算機工程，XX年5月，第29卷第8期，112-113頁。
[28] p. m. chen, b. d. noble, when virtual is better than real, in (hotos-viii)，schloss elmau, germany, may XX.
[29] rosenblum m., garfinkel t., virtual machine monitors: current technology andfuture trends, computer, volume 38, issue 5, may XX page(s)：39 - 47.
[30] el-darieby m., rolia j., petriu d.c., performance modeling for virtual networkbased service provisioning, integrated network management proceedings, XXieee/ifip international symposium on14-18 may XX page(s)：139 - 152.
[31] fellows l.t.c.s., virtual network simulator: changing the simulated computernetwork operations landscape for joint training and exercises, militarycommunications conference, XX. milcom XX. ieee, volume 2, 31oct.-3 nov. XX page(s)：1080 - 1085.
[32] cane j., leitner l., a virtual network laboratory for instruction and research,southeast con, XX. proceedings. ieee, 8-10 april XX page(s)：651 - 655.
[33] alan m. mainwaring, david e. culler, design challenges of virtual networks:fast, general-purpose communication, in proceedings of the acm sigplan '99symposium on principles and practice of parallel programming, may 1999,page(s) 119-130.
[34] gubin, a., yurcik w., brumbaugh l., ping tv: a case study in visual networkmonitoring, visualization, XX. vis '01. proceedings 21-26 oct. XXpage(s)：421 - 580.
[35] h?xer h.-j., buchacker k., sieh v., implementing a user-mode linux with minimal changes from original kernel, in linux-kongress XX, k?ln,germany, september 4-6, XX, page(s)：72-82.
[36] balachander r., venkataram p., user-mode linux based mpls emulator,tencon XX. XX ieee region 10 conference, volume b, 21-24 nov.XX, page(s)：601 - 604 vol. 2.
[37] lok kwong yan, virtual honeynets revisited systems, man and cybernetics(smc) information assurance workshop, XX. proceedings from the sixthannual ieee, 15-17 june XX, page(s)：232 - 239.
[38] thurm b., hennig m., service-oriented mpls network management in a virtualnetworking environment, computer communications and networks, XX.icccn XX. proceedings. the 12th international conference on 20-22 oct.XX, page(s)：456 - 461.
[39] nakazawa j., okoshi t., mochizuki m., vna: an object model for virtual networkappliances, consumer electronics, XX. icce. XX digest of technical papers.international conference on 13-15, june XX, page(s)：364 - 365.
[40]李萌，楊衛華，張林，在藍牙無線網路中虛擬網卡的實現，計算機工程，XX年 12 月，第 21 期，125~127 頁。
[41]李建華，楊樹堂，李鐸鋒等，遠程大規模多用戶並發控制防火牆系統的實現方法，中國，發明專利， cnXX10030970.7.
[42]陳盈盈，楊樹堂，陸松年，《虛擬路由器及其在bgp/mpls vpn中的套用研究》，《計算機工程》，XX年01期。
[43]王俊，楊樹堂，陸松年，《基於高層虛擬交換的bgp/mpls vpn系統研究》，《計算機套用研究》，XX年01期。
二、研究內容和目標(說明課題的具體研究內容，研究目標和效果，以及擬解決的關鍵科學問題。此部分為重點闡述內容)(不少於2500字)
論文擬研究的方向，主要是為了解決internet架構逐漸僵化問題、滿足用戶更多的需求。以仿真理論與虛擬技術為基礎，對上述問題進行研究和編程測試，以期構建虛擬覆蓋網路模型，以用於信息安全公共服務平台建設。
研究內容
本文首先對現有 internet 體系結構進行了深入研究，既看到了 internet 存在的意義，同時也看到了它的局限性，在網路規模日益膨脹的今天，internet架構已經開始出現僵化，當網路規模增大時，對硬體資源的消耗越來越厲害，而且當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，或者用戶想建立自己的測試環境等，internet 已不能很好地滿足用戶的需求。
其次，本文對仿真理論進行了研究，並討論了現有的一些主流網路仿真工具。
這對本文所提出的網路模型的仿真提供了有力的理論基礎和實踐手段，也是驗證該網路模型可行性的必要前提。
由於虛擬化技術是本文的核心技術，因此，在第三章中還對網路虛擬化技術進行了詳細討論。對該技術的研究，有助於充分利用各種虛擬化技術的優勢，建立一個合理的虛擬化網路模型。
在以上的這些研究的基礎上，本文在第四章中提出了一個基於仿真理論及虛擬化技術的虛擬覆蓋網路模型並給出了詳細設計方案。該網路模型旨在使用戶能夠儘可能多地擁有對自己私有網路的控制權，使他們成為自己的“服務提供商”.
該網路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，並具有物理位置與用戶身份分離特性的網路，這使得用戶能夠在自己的私有網路中提供或享用更多種多樣的個人網路服務，這些服務不但包括套用層各項服務，還包含了套用層以下的各種服務。該模型的核心主要是基於虛擬化技術建立起來的，其中用到的虛擬化技術包括虛擬路由器技術、虛擬網卡技術、虛擬拓撲技術等等。虛擬設備技術是一種對硬體設備功能的軟體仿真技術，而虛擬拓撲技術是指現實網路拓撲在虛擬網路環境中的虛擬映射技術，它能夠提供給用戶控制自己網路拓撲的接口。
在第五章中本文還討論了該網路模型的實際套用。它的套用範圍十分廣泛，既可以用於個人用途，也可以用於組織機構建設網路的情況，還可以用於給網路研究人員對前沿的網路技術進行方便而靈活的實驗和仿真。特別地，本文在對現有信息安全公共服務平台體系結構進行研究的基礎上，給出了該網路模型在該平台中的套用，提出了新一代信息安全公共服務平台體系框架，為進一步發揮信息安全公共服務平台的優越性奠定了基礎。
最後，本文採用 ns2 仿真技術對該網路模型進行了仿真，得出了對該網路性能參數的評估。同時還結合利用了 planetlab 測試床，對該網路模型的系統參數也進行了評估，驗證了該網路模型的可行性。
研究目標和效果
本課題的研究目標對應研究內容分為四部分：
首先，討論了網路仿真技術，包括其研究背景和現有的一些主流網路仿真技術。
然後，著重介紹了虛擬化技術，並對網路虛擬化技術的實際套用進行了深入闡述。
接著，提出了虛擬覆蓋網路模型體系結構，詳細描述了其中的關鍵技術、網路模型的建立與實現機制，並給出了具體的網路通信實例。
另外，對該網路模型進行了仿真，並對相關指標進行了性能測試。結合現有的信息安全公共服務平台，提出了新一代信息安全公共服務平台體系結構。
擬解決問題
internet 的優勢是明顯的，就是它能夠為用戶提供大量的服務，但是我們也不得不承認， internet 的體系結構正使得它變得開始僵化。
首先，隨著網路規模不斷地增大，對硬體資源的消耗也逐漸開始呈指數級遞增，於是即使是對 internet 架構的很小改動，都會使得部署相當困難。例如，ipv6 雖然已經進入人們的視野很久了，但是由於技術上的原因，ipv6 遲遲不能推廣使用。因此，internet 不利於新型網路架構的研究及部署，它不但對需要大量的硬體資源消耗，而且部署周期相當長。
另外，用戶的需求已不僅限於現有的 internet 服務，他們的服務需求已變得越來越多樣化。例如，internet 的盡力包傳送服務並不能滿足商業中的關鍵服務或一些實時應用程式的需求。因此，internet 已遠遠不能滿足用戶多樣化的個人網路服務需求。
此外，internet 的服務由 isp 服務提供商進行管理和維護，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自己的需求建立起自己的網路拓撲，提供自己的私有網路服務等等。因此，internet 不能向用戶提供開放式的管理和競爭平台 .促使我們去尋求更好的網路架構解決方案，而虛擬覆蓋網路模型能夠很好的解決這些問題。
三、研究方案設計及可行性分析(包括：研究方法，技術路線，理論分析、計算、實驗方法和步驟及其可行性等)(不少於800字)。
研究方案設計
1.研究方法
針對本課題的研究內容和特性，達到研究目標和完成畢業論文，採用如下的研究方法：
(1)理論知識準備：採用文獻調查法，利用學校圖書館、網上相關學術資料庫等資源，來進一步了解具體的仿真理論和虛擬化技術主要內容;(2)改進技術和主要研究點確定：以生成虛擬覆蓋網路模型為主要研究點，輔以該模型的模擬仿真研究;(3)技術調研：對課題中涉及的虛擬化技術相關基本原理，以及仿真理論進行學習，然後針對具體的技術方案進行技術調研，確定實現方式;(4)設計技術方案：在理論準備和技術調研的基礎上，確定基於仿真理論及虛擬化技術確定技術實現方案;(5)實現並測試：理論與實踐相結合，根據設計出的技術方案，對需要改進的關鍵部分進行仿真，驗證方案的可行性;(6)完成論文：整理文獻資料、代碼和數據等，完成論文。
2、技術路線
首先介紹幾種相關的虛擬技術，基於這些虛擬技術，將給出虛擬覆蓋網路模型的架構。然後將會進一步討論具體的設計和實現機制。另外，還給出了兩個實例用於說明一個用戶組內兩個用戶成員間的通信過程。
可行性分析
近年來，網路虛擬化技術的不斷豐富和發展，為本課題的研究奠定了堅實的理論背景和相關技術支持。比如，虛擬設備技術的套用，這包括虛擬路由器技術(或虛擬交換機技術)和虛擬網卡技術。同時虛擬拓撲技術套用，實現了從現實世界向虛擬世界的映射。
總的來說，在此基礎上，根據上述實驗方案進行設計研究，思路是清晰的，研究方法是可行的。
四、本研究課題可能的創新之處(不少於500字)
本課題研究主要是為了解決在虛擬化技術下虛擬覆蓋網路模型的構建問題，以及對虛擬覆蓋網路模型的模擬仿真。本課題為實現此目標，在策略思想和關鍵技術上的創新點主要有以下幾點。
(1)在深入分析現有internet架構、和主流虛擬化技術的基礎上，提出了具有更高獨立性、安全性、靈活性，並具有物理位置與用戶身份分離特性的虛擬覆蓋網路模型，並給出了模型的框架和設計細節。該模型具有很廣泛的套用前景。
(2)對現有信息安全公共服務平台體系結構的關鍵技術及其發展趨勢和需求進行了深入分析，結合了本文中提出的虛擬覆蓋網路模型，提出了新一代信息安全公共服務平台框架。
綜上所述，本課題的研究內容在思想和關鍵技術上主要有這兩點創新之處。
五、研究基礎與工作條件(1.與本項目相關的研究工作積累基礎 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)(不少於500字)
1、研究工作積累基礎
本人所在實驗室研究組的主要研究內容為網路虛擬技術的套用開發，在學習過程中，我在充分了解、學習了虛擬化技術的定義，仿真理論的定義，有充分的理論知識儲備。
另外，本人在研究組的網路原型系統構建的項目中，承擔過一些涉及網路拓撲構建，網路配置信息呈現，以及網路信息的模擬檢測和呈現工作。具備進行課題研究仿真的實踐經驗。
對如何進行原型系統開發進行了深入的學習，學習了開發時所需要用到的程式語言，比如java、jsp、xml等語言，為將來的課題模擬的開發工作打下了一定的基礎。
所以，對於本課題的提出研究內容和方向，本人具備研究和建立原型系統進行仿真驗證的能力。
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，需要查找網路虛擬化技術和仿真的相關資料和論文，學校的圖書館和網路資料資料庫為此提供強大的支持。另外，對於課題需要仿真的工作，本人可以利用所在實驗室研究組的伺服器資源，進行實驗環境的仿真構建和仿真原型系統的開發，本人所在研究組具備相關研究所用的仿真硬體環境。同時，實驗室研究組的老師和同學們，也可以為本課題研究的內容做一些支持和幫助。
但是由於之前缺乏一些對網路拓撲生成算法相關圖論知識的深入學習，需要進一步的了解和學習。本人有決心和能力做好這方面的學習和研究。
學位論文工作計畫：
時間研究內容預期效果
XX.11.23-XX.12.31 開題報告 順利開題
XX.03.01-XX.03.31 國內外研究現狀 撰寫綜述完畢
XX.04.01-XX.05.31 網路仿真技術研究
XX.06.01-XX.07.31 網路虛擬化技術研究
XX.08.01-XX.09.30 虛擬覆蓋網路模型體系結構研究 新一代信息安全公共服務平台構建
XX.10.01-XX.11.30 虛擬覆蓋網路模型的仿真與性能評估
XX.12.01-XX.12.31 撰寫論文及修改 順利提交畢業論文