面向管理的网络拓扑发现系统的设计与实现

论文摘要

随着计算机网络的发展,网络管理(Network management)的重要性越发突出。网络拓扑发现作为网络管理最重要的也是最优先要解决的问题得到人们的广泛关注。本论文详细讨论了拓扑发现的各种方法,分析了各种方法的优缺点,以基于SNMP的方法为主,结合其他方法实现了,设计实现了一个基于SNMP的综合网络拓扑发现系统。具体分为两层进行:数据链路层拓扑发现,网络层拓扑发现。对于链路层的拓扑工作,先是讨论了现有的基于地址转发表的算法,针对现有算法的不足作了一定分析,然后对基于地址转发表的算法进行了一定的简化。然后提出了结合生成树协议更快更有效地发现链路层拓扑结构,通过获取交换机上与生成树相关的MIB变量来找出交换机之间的连接关系,获取地址转发表的信息来得出交换机与终端设备的连接关系,同时,提出使用异步方式搜索出交换域中的所有交换机,提高了拓扑发现的效率。关于网络层拓扑的工作,首先是讨论了现有的各种算法:基于ICMP、ARP、DNS、OSPF、SNMP的方法,对这几种方法作了一定的分析,总结了各自的优缺点和适用范围。然后对SNMP方法进行了深入讨论,分析了基于SNMP方法的不足。通过深入学习MIB,对传统SNMP方法的不足提出了改进:通过合并路由器的多个IP地址,限制拓扑发现的范围,并通过一定手段尝试对子网内部情况进行探测,从而准确并高效地发现网络中的主干拓扑结构。实验结果和实际运行结果表明,本论文设计的拓扑发现系统在准确度和效率上均有很好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文内容及结构
• 2 面向管理的网络拓扑发现概述
• 2.1 网络管理的功能
• 2.2 SNMP网络管理
• 2.2.1 SNMP架构
• 2.2.2 SNMP通信报文
• 2.2.3 管理信息库MIB
• 2.2.4 SNMP的编程
• 2.3 网络拓扑发现前的准备
• 2.4 链路层拓扑发现方法
• 2.4.1 第二层交换机的工作原理
• 2.4.2 基于地址转发表的算法
• 2.5 网络层拓扑发现算法
• 2.5.1 基于ICMP的网络拓扑搜索实现
• 2.5.2 基于ARP协议的拓扑发现
• 2.5.3 基于DNS拓扑搜索
• 2.5.4 基于OSPF路由协议拓扑搜索
• 2.5.5 基于SNMP路由表的算法
• 3 总体设计
• 3.1 系统总体架构
• 3.2 系统子模块的划分与设计
• 3.2.1 用户界面模块
• 3.2.2 网络功能模块
• 3.2.3 核心功能模块
• 3.3 系统开发平台与部署环境配置
• 4 主要功能模块的详细设计与实现
• 4.1 网络功能模块
• 4.1.1 ICMP模块
• 4.1.2 SNMP模块
• 4.2 链路层拓扑发现功能模块
• 4.2.1 简化的基于地址转发表的方法
• 4.2.2 基于生成树算法的链路层发现
• 4.2.3 对透明交换机的发现
• 4.3 网络层拓扑发现功能模块
• 4.3.1 对路由表多IP的合并
• 4.3.2 拓扑范围的控制
• 4.3.3 对子网内部节点的发现
• 5 实验结果
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢