网络管理系统中拓扑发现技术的研究与实现

论文摘要

互连网的迅猛发展使得计算机网络的应用渗透到了社会中各个领域。在计算机网络这个平台上,通过应用管理信息系统来加强企业获取信息和运用信息的能力已变得至关重要。信息管理与信息系统对计算机网络的依赖,使得计算机网络本身运行的可靠性也显得尤为重要,同时对网络管理也提出了更高的要求。网络拓扑发现是网络管理平台的一种重要功能,它的主要目的是获取网络设备的存在性信息和连接关系,而发现并跟踪一个网络的拓扑结构对于有效的网络管理来说是必不可少的。本文着重对网络拓扑发现的技术和算法进行分析研究。网络拓扑发现根据OSI参考模型可以划分为网络层拓扑发现和链路层拓扑发现两个层次。针对网络层拓扑发现,本文重点研究了基于SNMP(简单网络管理协议)以及ICMP(互联网控制报文协议)的拓扑发现方法,在此基础上提出一种改进算法,对现有算法存在的问题进行改进:(1)提高拓扑发现的准确度以及通用性,降低算法的时空复杂度。(2)解决发现过程中遇到的子网判定问题。(3)解决多IP地址路由器重复判定问题。数据链路层中VLAN(虚拟局域网)的拓扑发现是本文的研究另一个重点。随着网络技术的发展,VLAN在网络中的应用越来越广。为了更加有效地对VLAN进行管理,本文提出了一种VLAN的网络拓扑发现算法,该算法基于生成树协议,利用SNMP获取交换机MIB中的生成树信息,结合地址转发表的信息,来推导出每一个VLAN的网络拓扑结构。最后对文中提出的改进算法进行了测试,设计一个简单的网络拓扑发现系统,并在仿真的网络环境中进行了实验。通过对测试结果的分析以及与其它算法的比较,验证改进算法的正确性和可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 网络层拓扑发现研究现状
• 1.2.2 数据链路层拓扑发现研究现状
• 1.2.3 商业产品中的拓扑发现技术
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 网络拓扑发现算法的理论基础
• 2.1 网络拓扑结构
• 2.1.1 网络拓扑图的表现方式
• 2.1.2 网络拓扑的基本结构
• 2.1.3 多层网络拓扑结构
• 2.2 网络拓扑发现的基本协议和工具
• 2.2.1 简单网络管理协议
• 2.2.2 ICMP协议及工具
• 2.2.3 生成树协议
• 2.2.4 其它协议和工具
• 2.3 以太网技术
• 2.3.1 以太网工作原理
• 2.3.2 以太网交换技术
• 2.3.3 网络设备运行机制
• 2.4 本章小结
• 第3章 网络层拓扑发现算法改进
• 3.1 基于SNMP的网络层拓扑发现算法
• 3.1.1 基于SNMP拓扑发现算法相关的MIB变量
• 3.1.2 传统基于SNMP拓扑发现算法描述
• 3.1.3 传统基于SNMP拓扑发现算法的优势与不足
• 3.2 基于ICMP协议的网络层拓扑发现算法
• 3.2.1 基于ICMP协议的拓扑发现算法思想
• 3.2.2 基于ICMP协议拓扑发现算法的优缺点
• 3.3 网络层拓扑发现改进算法
• 3.3.1 改进算法的基本思想
• 3.3.2 MIB库中的路由表信息
• 3.3.3 改进算法描述
• 3.3.4 多址路由器的识别
• 3.4 本章小结
• 第4章 虚拟局域网网络拓扑发现算法
• 4.1 VLAN技术概述
• 4.1.1 VLAN的概念及其特点
• 4.1.2 VLAN划分
• 4.1.3 VLAN间的数据交换
• 4.2 VLAN拓扑发现算法设计
• 4.2.1 算法的理论基础
• 4.2.2 算法的假设
• 4.2.3 算法详细设计
• 4.2.4 算法的语言描述
• 4.2.5 算法实现实例
• 4.2.6 算法比较
• 4.3 本章小结
• 第5章 网络层拓扑发现系统设计与改进算法测试
• 5.1 运行和开发环境
• 5.1.1 SNMP++简介
• 5.1.2 SNMP++类库介绍
• 5.1.3 SNMP编程
• 5.2 拓扑发现系统的设计与实现
• 5.2.1 系统模块设计
• 5.2.2 主要模块的设计与实现
• 5.3 算法的测试和分析
• 5.3.1 实验环境
• 5.3.2 算法测试及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢