基于P2P的网络拓扑发现算法研究

论文摘要

随着Internet、无线网络和移动IP网的迅速发展和广泛应用，网络拓扑的变化相应增加。有效地发现网络的拓扑，对网络管理和网络研究有着重要的意义。国内外对此进行了大量的研究，集中式的网络拓扑发现算法研究业已比较成熟。但集中式算法存在其固有缺陷，所以研究的重点集中于分布式网络拓扑发现研究方面。对等（Peer-to-Peer）计算是一种应用广泛的分布式计算模式，本文针对Peer-to-Peer计算在分布式网络拓扑发现算法应用进行了研究。本文首先分别从横向和纵向分析了计算机网络结构，并说明了用搜索算法发现网络拓扑的内在机理。概要论述了可用于网络拓扑发现的各种协议与算法。文章重点分析了ICMP协议和SNMP协议，描述了ICMP的工作原理和数据报格式，及基于ICMP的两个工具Ping和TraceRoute；本文同时详细分析了SNMP协议和管理信息库（MIB）。其次本文探讨了P2P的基本概念与特性，研究了P2P计算的中间件JXTA。在此基础上，提出了一种基于P2P技术的分布式网络拓扑发现算法，利用JXTA作为构建P2P网络的协议，使用SNMP 4J协议栈，用Java语言编程实现了网络拓扑发现程序原型，并对相关数据进行了测试。最后以SSFNet为基础对算法进行了仿真验证。仿真与实验结果表明，使用Peer-to-Peer计算可以有效地提高网络拓扑发现算法的效率，降低拓扑发现中通信负荷。在网络拓扑发现中使用Peer-to-Peer技术，是一种尝试，本文取得了一些研究结果，但如对IPv6和移动IP的处理、虚拟局域网（VLAN）的拓扑关系确定等问题需要进行深入的研究，以进一步完善网络拓扑发现算法，增强系统的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 基本概念与课题研究价值
• 1.2 网络拓扑发现的研究现状
• 1.3 论文内容和组织结构
• 1.3.1 论文的研究内容与创新之处
• 1.3.2 论文的组织结构
• 2 网络拓扑发现理论基础
• 2.1 网络的统计特性
• 2.1.1 平均路径长度
• 2.1.2 聚类系数
• 2.1.3 度与度分布类
• 2.2 Internet的结构特点
• 2.3 网络拓扑的层次性
• 2.4 TCP/IP协议中的地址
• 3 网络协议与网络拓扑发现
• 3.1 基于网际控制报文协议的网络拓扑发现
• 3.2 基于简单网络管理协议的网络拓扑发现
• 3.2.1 网络管理系统模型
• 3.2.2 SNMP协议体系
• 3.2.3 SNMP分析
• 3.2.4 SNMP协议栈实现
• 3.2.5 基于SNMP的网络拓扑发现
• 3.3 基于路由协议的网络拓扑发现
• 3.3.1 基于RIP的网络拓扑发现
• 3.3.2 基于OSPF协议的网络拓扑发现
• 3.3.3 基于BGP网络拓扑发现
• 3.4 局域网拓扑发现
• 3.5 其他网络拓扑发现方法
• 3.5.1 基于IPMP协议的网络拓扑发现
• 3.5.2 基于DNS的网络拓扑发现
• 4 网络拓扑发现算法
• 4.1 网络拓扑发现算法的性能度量
• 4.2 子网地址猜测算法
• 4.3 使用SNMP的算法
• 4.4 使用traceroute的算法
• 4.5 主干网络拓扑发现算法
• 5 P2P系统在网络拓扑发现中的应用
• 5.1 基本概念介绍
• 5.2 通用P2P计算平台JXTA概述
• 5.2.1 JXTA体系结构
• 5.2.2 JXTA网络体系结构
• 5.2.3 JXTA协议
• 5.3 P2P在网络拓扑发现算法中的优势
• 6 基于P2P的网络拓扑发现算法
• 6.1 算法建模
• 6.1.1 系统模型
• 6.1.2 输入/输出自动机模型
• 6.1.3 异步网络模型
• 6.2 算法描述
• 6.3 算法分析
• 6.3.1 复杂度衡量
• 6.3.2 性能分析
• 6.3.3 复杂度分析
• 6.3.4 算法中的几个问题讨论
• 6.4 算法实现
• 7 网络拓扑发现算法仿真
• 7.1 离散事件仿真简介
• 7.2 SSFNet概述
• 7.3 仿真实现
• 7.4 仿真和结果分析
• 结论
• 参考文献
• 附录A 数据库表结构与含义
• 附录B 仿真网络拓扑
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢