主被动结合的网络拓扑测量方法研究与实现

论文摘要

随着网络规模的不断增加和网络结构的日益复杂,进行有效的网络拓扑测量变得越来越困难。而网络拓扑测量对加强网络管理、指导网络设计、改进网络性能有重要意义。本文对网络拓扑测量采用的方法进行研究,旨在提高网络拓扑测量的效率。本文主要研究贡献如下:首先对网络拓扑测量相关技术和方法进行了研究。通过主动和被动两个方面对网络拓扑测量采用的方法进行详细分析,总结各种方法的限制因素,为寻找更科学更有效地网络拓扑测量方法指明了方向。其次,提出一种基于二分搜索的主动式网络拓扑测量算法BST,并将探测的网络路径集转换为网络拓扑信息。通过计算网络路径跳数,利用二分搜索思想查询重复探测节点,并行发送探测数据包,BST算法加快了拓扑探测速度,提升了拓扑探测效率。利用别名探子方法对路由器别名进行解析,将网络路径集转换为完整拓扑信息。再次,提出一种基于OSPF协议的被动式网络拓扑转换算法LCT。利用Expect自动获取网络链路状态数据库,LCT算法将其转换为网络拓扑信息,并对网络的动态变化进行监测。最后,设计实现了主被动结合的网络拓扑测量系统。单一的网络拓扑测量方法很难取得较好的效果,采用主被动方式相结合的办法可以获得更完整的网络拓扑信息。系统以被动式网络拓扑测量为基础,引导对网络的主动拓扑探测。汇总两种方法的探测结果,通过网络拓扑可视化系统进行显示。本文的工作为实时、快速、精确的网络拓扑测量提供了新的思路和方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 组织结构
• 第二章 相关研究
• 2.1 网络测量综述
• 2.1.1 网络测量分类
• 2.1.2 网络测量应用
• 2.2 网络拓扑测量
• 2.2.1 网络拓扑测量分类
• 2.2.2 主动式网络拓扑测量
• 2.2.3 被动式网络拓扑测量
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于二分搜索的主动式网络拓扑探测方法
• 3.1 总体设计
• 3.2 BST 算法
• 3.2.1 算法思想
• 3.2.2 关键问题解决
• 3.2.3 算法描述
• 3.2.4 性能对比
• 3.3 路由器别名探子方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于OSPF 协议的被动式网络拓扑探测方法
• 4.1 设计思路
• 4.1.1 术语定义
• 4.1.2 探测流程
• 4.2 链路状态数据库获取
• 4.2.1 Expect 简介
• 4.2.2 自动获取过程
• 4.3 拓扑信息分析
• 4.3.1 LSA 头部
• 4.3.2 Router-LSA
• 4.3.3 Network-LSA
• 4.4 网络拓扑转换算法LCT
• 4.5 拓扑信息更新
• 4.6 本章小结
• 第五章 主被动结合网络拓扑测量系统设计与实现
• 5.1 网络拓扑测量系统总体结构
• 5.2 被动式网络拓扑测量系统实现
• 5.3 主动式网络拓扑测量系统实现
• 5.4 网络拓扑信息数据库实现
• 5.5 网络拓扑可视化实现
• 5.5.1 模块设计
• 5.5.2 布局设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统测试
• 6.1 测试环境
• 6.2 测试结果
• 6.2.1 端系统路径探测
• 6.2.2 被动式网络拓扑探测
• 6.2.3 主动式网络拓扑探测
• 6.2.4 主被动结合网络拓扑探测
• 6.2.5 网络拓扑动态监测
• 6.2.6 大规模网络拓扑探测
• 6.3 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 工作总结
• 7.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果