大规模网络拓扑自动发现方法研究

摘?? 要 本文首先分析了当前网络管理中存在的缺乏有效的告警管理手段、自动化处理能力不足、忽略对局域网管理等问题，指出造成这些问题的一个重要原因是缺乏网络拓扑自动发现能力。本文按照所利用的网络协议的不同，把网络拓扑自动发现算法分为三类：基于SNMP的拓扑发现算法、基于通用协议的拓扑发现算法和基于路由协议的拓扑发现算法。基于判断交换机互联的直接连接定理和间接连接定理，提出了一种完整的基于SNMP的拓扑发现算法；详细讨论了子网获取、多址路由器处理等关键问题，针对不同的网络环境给出了相应的解决方案，并以此为基础提出了一种基于通用协议的拓扑发现算法；在对OSPF，BGP等网络路由协议进行分析的基础上给出了一种基于路由协议的拓扑发现算法，并设计了一个自上而下的拓扑发现框架结构。 本文分析了大规模网络中拓扑实时更新的必要性，为网络对象引入了“状态”的概念，提出了一种基于状态的拓扑数据更新策略。该策略把拓扑数据的更新过程看作是网络对象状态的变迁过程。给出了最大状态值的概念，并提出了一种根据网络对象的物理状态不断调整最大状态值的策略优化方法。 最后，本文在一个实际的大规模IP网络管理系统中，利用上述三种拓扑发现算法和更新策略，实现了一个通用的拓扑发现系统。通过大量的测试，说明该系统能适用于异构的网络环境，并验证了该系统所发现结果的正确性以及本文所提出的各种算法的有效性。和同类软件相比，该系统具有较高的效率。 关键字：计算机网络；网络拓扑发现；更新策略；SNMP 研究目标及研究内容 ?????? ?本文将以“国家计算机网络与信息安全管理中心”的实际网络作为实验环境，研究大型网络环境下不同层次的网络拓扑自动发现的方法。本文对现有的拓扑发现方法进行分析和研究，在此基础上提出新的、高效的拓扑发现以及拓扑更新算法，并实现一个拥有自主知识产权的拓扑发现软件。 ?????? 具体来讲，本文的工作主要包括： l? 分析了当前网络管理中存在的缺乏有效的告警管理手段、自动化处理能力不足、忽略对局域网管理等问题，指出造成这些问题的一个重要原因是缺乏网络拓扑自动发现能力；研究了现有的拓扑发现算法和工具，比较了它们之间的优缺点，并分析了它们各自适用的网络环境； l? 基于判断交换机互联的直接连接定理和间接连接定理，提出了一种完整的基于SNMP的拓扑发现算法；详细讨论了子网获取、多址路由器处理等关键问题，针对不同的网络环境给出了相应的解决方案，并以此为基础提出了一种基于通用协议的拓扑发现算法；在对OSPF，BGP等网络路由协议进行分析的基础上给出了一种基于路由协议的拓扑发现算法，并设计了一个自上而下的拓扑发现框架结构； l? 分析了大规模网络中拓扑实时更新的必要性，为网络对象引入了“状态”的概念，提出了一种基于状态的拓扑数据更新策略。该策略把拓扑数据的更新过程看作是网络对象状态的变迁过程。给出了最大状态值的概念，并提出了一种根据网络对象的物理状态不断调整最大状态值的策略优化方法； l? 本文在一个实际的大规模IP网络管理系统中，利用上述三种拓扑发现算法和更新策略，实现了一个通用的拓扑发现系统。通过大量的测试，说明该系统能适用于异构的网络环境，并验证了该系统所发现结果的正确性以及本文所提出的各种算法的有效性。