网络拓扑自动发现算法和实时监测的研究

摘要

网络拓扑自动发现是网络管理的重要基础，异构网络的管理、网络故障的定位、局域网、园区网的管理都与网络拓扑结构紧密联系。本论文以武汉科技大学校本部校园网络为研究基础，首先分析了网络拓扑自动发现的重要性，并对网络管理技术和网络拓扑发现技术进行了研究。 按照OSI的七层模型，网络拓扑自动发现分为网络层拓扑发现和数据链路层拓扑发现。本文提出了一种基于SNMP的拓扑发现算法，讨论了多址路由器，交换机连接关系等问题。在对BGP和OSPF网络路由协议进行分析的基础上给出了基于路由协议的拓扑发现算法，并将其与基于路由表的拓扑发现算法进行了分析比较。 结合网络拓扑，本文完成了对网络节点端口性能(这里特指带宽利用率和丢包率)的实时监测，并根据是否向被测网络注入测试流量把网络测量分为主动测量和被动测量两大类，对这两类测量方式的原理及各自的优缺点分别阐述并进行比较。本文给出了基于SNMP的带宽利用率和丢包率的测量方法。 最后，结合武汉科技大学校本部校园网络，利用发现算法、带宽利用率和丢包率的测量方法，实现了校园网上网络层的拓扑发现和数据链路层上交换机的拓扑发现，并实现了对交换机带宽利用率和丢包率的实时监测。拓扑发现的结果与实际相符，验证了算法的正确性。 论文最后还对网络管理及网络拓扑发现的发展方向进行了展望，并指出了后续研究工作需要进一步解决的问题。

目录

文摘

英文文摘

第一章综述

1.1问题的提出

1.2国内外相关研究

1.3本文的主要工作和行文结构

1.3.1本文的主要工作

1.3.2本文的行文结构安排

第二章网络管理及拓扑发现的相关技术

2.1网络管理系统概述

2.1.1网络管理的标准化与功能分析

2.1.2网络管理应用中的问题

2.2网络拓扑发现的常用工具

第三章网络拓扑发现算法

3.1 SNMP简单网络管理协议

3.1.1 SNMP简介

3.1.2 MIB的结构

3.1.3 SNMP的通信结构

3.2基于SNMP的拓扑发现算法

3.2.1基于SNMP的网络层拓扑发现算法

3.2.2基于SNMP的链路层拓扑发现算法

3.2.3 Ping工具的使用

3.3基于路由协议的网络拓扑发现

3.3.1网络的分层

3.3.2基于BGP的网络拓扑发现

3.3.3基于OSPF的网络拓扑发现

3.4基于SNMP的网络拓扑发现与基于路由协议的网络拓扑发现的比较

3.5小结

第四章网络性能的实时监测

4.1网络性能监测的意义

4.2网络性能监测的方法比较

4.2.1主动测量概述

4.2.2被动测量概述

4.2.3主动测量与被动测量的比较

4.3基于SNMP的网络性能测量

4.3.1带宽利用率

4.3.2丢包率

4.4小结

第五章系统结构设计与实现

5.1系统的需求分析

5.2系统的体系结构设计

5.3程序显示界面

5.3.1网络层拓扑显示界面

5.3.2数据链路拓扑显示界面

5.3.3交换机性能监测显示界面

5.4小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

附录

参考文献

作者在攻读硕士期间发表的论文

致谢