探究计算机网络中拓扑发现与故障检测方法

摘要

基于以太网环境下网络系统规模、性能、信号传输呈现多元化的发展趋势，研究网络故障分析及拓扑发现技术的应用，对优化网络结构及调整网络系统性能方面有积极作用。随着互联网模式在教育、科研等领域中的广泛应用，注重网络分析及网络故障监控，是确保网络系统安全运行的必然需求。
　　在对网络系统故障进行检测、监控的过程中，需要从网络拓扑结构的自动发现、信息链接、路由器、交换机的节点关系等角度进行综合分析。注重发现网络层拓扑及链路层拓扑发现，需要对网络设备、网络系统的信号传输、地址转表、丢包率等方面进行针对性分析，所以，本次研究的内容如下:
　　首先，采用资料查询及文献分析的方式，对网络拓扑发现的研究现状、网络故障监控措施等方面进行总结性分析。在研究过程中，发现国内外学者在链路层、SNMP协议等方面存在明显差异，在总结国内外学者观点的前提下，笔者从SNMP协议应用的角度，对以太网网络系统的拓扑发现、故障分析进行专项讨论。
　　其次，从路由拓扑、多元协作拓扑测量方法选择及不同拓扑测量方法应用的角度进行专项讨论。针对交换机运行状态、Dos攻击、丢包率、路由拓扑等相关知识进行专项分析与讨论。本次选择的拓扑测量方法以交换机运行状态测量为主，并利用SNMP协议，对交换机端口、交换机运行状态及虚拟交换机的应用等方面展开讨论，以此作为后续研究的理论依据。
　　再次，充分利用Network Simulator3平台，对动态网络环境下的链路层拓扑发现算法展开研究，在明确节点关系探测、交换机测量及管理agent、探测agent数量的基础上，以虚拟网络模拟的方式，对网络拓扑发现算法及不同算法的应用方式进行分析，以此提高Network Simulator3平台在网络拓扑测量、网络故障监控中的应用价值。
　　最后，在落实Network Simulator3平台应用价值的基础上，对网络故障检测系统进行设计，网络故障检测系统设计以“经典三层”为基本框架，并以五项子模块构建的方式，对交换机运行状态、端口堵塞、丢包率、地址转表等相关故障进行分析与总结。为提高本次网络故障检测系统设计的实践价值及可操作性，以天津智达教育机构的网络体系为目标网络，并从故障发现及故障定位的角度，对网络故障检测系统的应用效果进行分析，其结果证明，本次设计的网络故障检测系统具有实践应用价值。通过对目标网络拓扑、故障检测系统进行定向研究与分析，在对以太网网络环境及SNMP协议进行应用的过程中，注重拓扑发现效率、故障监控效果，需要从拓扑结构优化、网络环境保护等角度入手，希望本次研究对拓扑发现的技术改进、SNMP协议的性能提升，提供微薄帮助。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 研究内容

第2章 TraceNET下的多源协作拓扑发现方法概述

2．1 路由拓扑测量研究现状分析

2．2 TraceNET下的多源协作拓扑测量方法概述

2．3 校园网络拓扑测量与分析

2．4 中国教育与科研计算机网络拓扑测量与分析

2．5 数据访问技术

第3章 基于动态网络环境的链路层拓扑发现算法

3．1 链路层拓扑研究现状分析

3．2 拓扑系统的功能定义

3．3 基于动态网络环境的链路层拓扑发现算法

3．3．1 探测节点部署算法

3．3．2 路由器与交换机发现算法

3．3．3 框架拓扑发现算法

3．3．4 共享网段探测agent的判别

3．3．5 移动主机的判别

3．3．6 完整拓扑的发现

3．4 基于Network Simulator 3平台的实验结果与分析

3．4．1 Network Simulator 3平台简介

3．4．2 实验结果与分析

第4章 基于以太网的网络故障自动实时发现与定位探究

4．1 网络故障的研究现状分析

4．2 基于以太网的故障实时发现与定位探究

4．2．1 SNMP与MIB变量简介

4．2．2 基于以太网的故障实时发现与发现方法探究

4．2．3 基于Network Simulator 3平台的模拟实验

4．3 基于以太网的网络故障检测系统设计与实现

4．3．1 系统架构设计

4．3．2 检测子系统架构设计

4．3．3 网络实际运行中的故障发现与定位

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献