网络拓扑结构自动发现方法研究及其实现

论文摘要

网络拓扑发现技术是建立在网络拓扑结构、网络管理模型、网络协议以及网络发现工具之上的综合网络技术,是现代网络管理的重要部分之一。能否正确掌握网络的拓扑结构直接影响着网络管理、网络维护的正常运行。本论文以四川师范大学校园网为研究环境,以现有的理论和技术为基础,对网络低三层环境进行深入分析,试图找到更易实现的网络低三层节点的遍历以及关系发现方法,并保持网络拓扑发现的完整性与正确性。本文首先对当前网络拓扑发现的工作背景做了介绍,表明了研究网络拓扑发现技术的重要意义,然后对当前国内外网络拓扑发现技术的研究状况作了比较,就目前链路层、物理层节点的发现研究做出了说明。之后,本文主要介绍了现有的网络拓扑发现相关技术,包括网络管理模型、拓扑发现方法等,得出网络拓扑结构的通用发现方法,并根据该方法实现了网络层节点发现的程序算法。然后深入分析网络各层结构,研究各层节点间的连接关系,在对现有较先进的发现算法进一步推导之后,得出了链路层节点关系发现算法与物理层节点推测算法,用以判断链路层节点之间的连接、物理层节点的推测以及判断链路层、物理层节点之间的连接关系。该算法解决了异构网络环境当中网络各层节点连接关系发现,并能够对共享网段存在的物理层节点快速推测,极大程度地减少了原有发现算法实现的复杂度,使得网络拓扑发现更易实现。之后根据本文研究结果,编制出测试程序用以验证实际网络运行环境当中本文结论的正确性与算法的可行性。最后,本文说明了拓扑发现不完整的部分原因以及解决方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 网络拓扑发现背景介绍
• 1.2 本文所做的工作
• 1.3 本文的结构
• 1.4 小结
• 第二章 网络拓扑发现相关技术
• 2.1 网络管理与网络拓扑发现
• 2.1.1 网络管理
• 2.1.2 网络拓扑发现
• 2.1.3 网络管理与网络拓扑发现的关系
• 2.2 网络拓扑发现基础理论
• 2.2.1 OSI 参考模型
• 2.2.2 网络节点
• 2.2.3 网络的拓扑结构
• 2.3 拓扑发现技术、工具和方法
• 2.3.1 拓扑发现技术
• 2.3.2 拓扑发现工具
• 2.3.3 拓扑发现方法
• 2.4 基于SNMP 与ICMP 的网络拓扑发现
• 2.4.1 简单网络管理协议（SNMP）
• 2.4.2 Internet 控制报文协议（ICMP）
• 2.4.3 地址解析协议（ARP）
• 2.4 小结
• 第三章 网络拓扑结构发现
• 3.1 网络层拓扑发现
• 3.1.1 网络层的遍历
• 3.1.2 MIB 库对象
• 3.1.3 网络层拓扑遍历算法的实现
• 3.1.4 网络层节点关系发现算法的实现
• 3.2 链路层拓扑发现
• 3.2.1 链路层的遍历
• 3.2.2 MIB 库对象与Ping 操作
• 3.2.3 链路层拓扑遍历算法的实现
• 3.2.4 链路层节点关系发现算法
• 3.2.5 链路层节点关系发现算法的实现
• 3.3 物理层节点的发现
• 3.3.1 物理层节点推测算法
• 3.3.2 物理层节点推测算法的实现
• 3.4 网络拓扑结构图
• 3.4.1 网络拓扑生成算法
• 3.4.2 网络拓扑生成算法的实现
• 3.5 小结
• 第四章 网络拓扑发现程序的实现
• 4.1 网络拓扑发现程序模块及关系
• 4.2 网络拓扑发现程序数据流图
• 4.3 网络拓扑发现程序流程图
• 4.3.1 网络节点的遍历流程
• 4.3.2 网络节点关系发现流程
• 4.3.3 网络节点拓扑绘制流程
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 5.1 本文研究结论及程序运行结果
• 5.2 本文拓扑发现研究中的缺陷
• 5.3 本文所得程序的优化问题
• 5.4 小结
• 致谢
• 参考文献