网络拓扑发现技术的研究

论文摘要

在网络管理中,网络拓扑信息是其它所有管理功能的基础。如何高完备性、高准确性、高效率地快速自动发现并获取网络拓扑信息是当今各网络研究机构共同关注的问题。本论文重点从网络层拓扑发现和数据链路层拓扑发现两级进行研究。关于网络层拓扑发现的工作,首先通过分析现有的基于ICMP、DNS、OSPF、SNMP的算法,总结了各自的优缺点和适用范围。然后通过深入学习MIB,对传统SNMP算法的不足提出了改进。通过合并路由器的多个IP地址,引入哈希链表数据结构,限制拓扑发现的范围,从而准确并高效地发现网络中的主干拓扑结构。链路层拓扑发现中的关键是发现交换机到交换机之间的连接关系。在对链路层进行拓扑发现的研究工作中,先是通过研究现有的链路层拓扑发现算法,引入了路径集合的形式,利用各路径集合相对独立的特点执行多线程并发,进而提出了一种基于路径集合的AFT链路层拓扑发现改进算法。该算法大大提高了拓扑发现的效率,并且不要求各个网桥FDB表的信息是完备的,但不能处理不支持生成树协议交换机的连接。针对这个不足,通过结合基于网桥转发表和基于网桥生成树两种算法的优点,提出了一种新的链路层拓扑发现算法。在网络中存在不可网管交换机或HUB的情况下该算法都能很好的发现子网中交换机与交换机、交换机与主机之间的连接关系,得到完整、正确的拓扑连接图,较之已有的拓扑发现算法具有更好的适用性、准确性和效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文所做的工作
• 1.5 论文的结构
• 第二章 网络管理
• 2.1 网络管理概述
• 2.2 SNMP的体系结构
• 2.3 本章小结
• 第三章 网络层拓扑发现
• 3.1 现有网络层拓扑发现算法
• 3.2 基于SNMP网络层拓扑发现的改进算法
• 3.2.1 关键技术问题
• 3.2.2 算法的实现
• 3.2.3 算法时间复杂度分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 链路层拓扑发现
• 4.1 相关技术
• 4.2 现有的链路层拓扑发现算法
• 4.3 改进算法的前提技术
• 4.3.1 设备发现
• 4.3.2 交换机下行端口完整地址转发表的实现
• 4.3.3 网络中的冗余备份线路
• 4.4 基于AFT的链路层拓扑发现改进算法
• 4.4.1 算法的理论基础
• 4.4.2 算法描述
• 4.4.3 算法的性能分析
• 4.4.4 算法优缺点分析
• 4.5 基于生成树和网桥转发表的链路层拓扑发现改进算法
• 4.5.1 算法的理论基础
• 4.5.2 算法描述
• 4.5.3 算法分析
• 4.5.4 算法优缺点分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 拓扑发现系统设计
• 5.1 拓扑发现原型系统结构设计
• 5.2 拓扑发现系统各模块的设计
• 5.2.1 拓扑信息采集模块
• 5.2.2 信息存储及读取模块
• 5.2.3 信息分析处理模块
• 5.2.4 网络拓扑显示模块
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果