基于内容类型的可视化网络管理系统研究

摘要

随着计算机网络规模和应用领域的日益增大，网络已经成为人们日常工作和生活的重要工具。但是由于网络复杂性和异构性的不断增加，通过网络传播的病毒数量和各种人为破坏因素越来越多，对网络性能的影响越来越大，严重干扰了正常的网络运行秩序。在这种情况下，如何保证网络的运行性能，为网管人员提供一个良好的网络管理系统已成为一个紧迫的研究课题。 基于上述背景，本文设计了一个Limux环境下针对校园网的基于内容类型的可视化网络管理系统。该可视化网络管理系统基于开源项目，在Zope内容管理架构平台上进行二次开发，使用Python作为主要的开发语言，结合了Auax、XML、CSS以及RRDtool等技术丰富了Web交互页面的表现；整个系统分为对象层、服务层、数据层、逻辑层和表示层五个层次和发现、监测、收集、报警、显示等五个功能模块，层次清晰，结构合理；使用内容对象数据库ZODB和关系型数据库MySQL作为后台数据存储，确保了系统在大量的各类数据环境下具有稳定高效的管理性能。 该可视化网络管理系统主要创新点有三个： 一是将目前流行的内容管理的思想引入到网络管理系统设计上来，将网络设备、网络服务、网络拓扑以及各种性能视图抽象为不同的内容类型，选用开源内容管理开发平台，基于WEB的网络管理架构，使系统具有经济实用、安全可靠、稳定高效、开发便捷的优点。 二是设计了一个新颖的多区域多子网以太网物理拓扑自动发现算法，该算法避开了网络产品多样性、二层拓扑发现协议不一致性带来的困难，仅仅使用通用的简单网管协议SNMP，准确自动的发现二层、三层网络拓扑结构，不仅可以发现网络上的路由器、交换机等可网管设备，而且能够发现主机、集线器和非网管交换机等哑设备。 三是使用了NetFLow流技术对园区网边界高速流量实施了有效采集，并在此基础上分析了园区网流量的地址构成，提出了一个基于地址段A的流的三维空间建模策略，使用该策略对园区网边界流量进行可视化的渲染。以三维空间描述数据流的方法为网络管理提供了一种直观网络运行状况的观测手段，更加清晰的表现网络流量的各项属性特征。 目前，为了更好应对网络规模膨胀，网络设备多样和网络应用增加所带来管理上的困难，管理系统的结构模型仍在不断发展，管理的技术手段也不断丰富。本文在网络管理的体系架构和管理手段等方面进行了初步的探索，为提高校园网网络管理水平做了一些有益的工作。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明和关于学位论文使用授权的说明

第1章 绪论

1 1课题背景

1.1.1网络管理的概念和意义

1.1.2网络管理系统发展现状和不足

1.2论文的主要工作

1.3系统的功能与特色

1.4论文的组织结构

第2章 相关的主要研究

2.1网络管理系统的体系结构与网络管理技术

2.1.1网络管理系统的发展

2.1.2网络管理技术的发展

2.2拓扑发现

2.2.1拓扑发现的意义

2.2.2拓扑发现的分类

2.2.3网络层拓扑发现

2.2.4数据链路层拓扑发现

2.2.5拓扑发现的研究现状

2.3网络测量

2.3.1网络测量的作用

2.3.2网络测量的分类

2.3.3网络测量的相关技术

2.4内容管理系统

2.4.1内容管理产生的背景

2.4.2内容管理基本概念

2.4.3内容管理系统的优点

2.4.4内容管理系统的分类

2.5可视化技术

2.5.1科学可视化的概念

2.5.2可视化的发展概况

2.5.3网络数据的可视化研究及相关技术

2.6本章小结

第3章 基于内容类型可视化网络管理系统的结构与原理

3.1系统的总体设计思想

3.2系统的体系结构

3.3系统各层的功能及其工作原理

3.4本章小结

第4章 基于内容类型可视化网络管理系统的设计与实现

4.1基本内容类型

4.1.1设备类型

4.1.2网络设备信息的可视化显示

4.1.3服务类型

4.1 4服务进程设计和设备事件信息的发送

4.2网络拓扑内容类型

4.2.1拓扑发现基本思路

4.2.2拓扑发现算法的有关概念和定理

4.2.3多区域多子网以太网二层、三层拓扑自动发现算法描述

4.2.4网络拓扑内容类型的实现

4.2.5与现有拓扑发现算法的比较

4.3流采集内容类型

4.3.1 NetFlow

4.3.2 NetFlow协议架构及数据格式

4.3.3流量采集的NetFlow数据库设计

4.3.4 NetFlow流采集功能设计

4.4边界流量可视化内容类型

4.4.1流量的可视化

4.4.2地址空间的基本可视化建模

4.4.3协议和流量的可视化建模

4.4.4地址段平移的均匀分布策略

4.4.5可视化渲染算法的主要步骤和实现

4.5本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的主要学术论文