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以太网数据链路层网络拓扑发现算法研究

李光辉  
【摘要】: 随着网络技术的飞速发展和广泛应用,计算机网络已经渗透到社会经济的各个领域,对社会经济的发展起着越来越重要的作用。网络的规模日趋扩大,网络结构日趋复杂,人们对网络管理系统的需求也变得越来越迫切。而网络拓扑发现功能是整个网络管理系统的核心和基石,它的重要性显而易见。正确快速的网络拓扑信息能直接有效地为网络管理员提供整体性的网络结构和状态。如何高完备性、高健壮性、高准确性、高效率地快速自动发现并获取网络拓扑信息是当今各网络研究机构共同关注的问题。网络拓扑发现的研究也由网络层拓展到数据链路层.链路层的拓扑发现能够发现网络层拓扑发现无法发现的局域网内部的详细的物理连接情况。本文主要对数据链路层拓扑发现进行研究。 首先,本文阐述网络拓扑发现的相关概念和原理,介绍了常用的可以被用来进行网络拓扑发现的技术。通过对目前网络拓扑发现算法的研究,针对目前的数据链路层拓扑发现算法对交换机地址转发库的完整性要求太高,在实际网络环境中不容易实现,而且算法复杂度较高,对于不支持SNMP协议的设备的发现问题。提出改进算法,改进算法的理论基础是直接相连和间接相连定理,它具有交换机的发现完备性并且可以对哑设备进行处理。该算法可以进行交换机非叶端口与交换机直接相连判定;交换机非叶端口与哑设备直接相连判定以及交换机叶端口与哑设备或路由器或主机直连判定。 改进算法降低了对网络环境的要求,放宽了原算法的发现条件: 1.不再要求交换机地址转发表完整。 2.哑设备可以在任何地方被发现,不再要求交换机必须和交换机直连。 3.给出的判定方法完善了原来算法对于交换机非叶端口与交换机直连的判定。 改进后的算法,应用范围更广,适应性更强,更贴近实际环境。 其次,详细描述了拓扑发现模块的实现,本文设计并实现了一个完整的拓扑发现系统,在该系统中实现了新提出的算法,并在真实的网络环境中对系统进行了测试,验证了系统运行结果的正确性和算法的有效性。 最后,本文使用Visual C++开发平台实现网络拓扑发现系统,详细分析了使用WinSNMP API实现基于SNMP的单子网拓扑发现,同时对拓扑分析和拓扑图的修正技术也作了较细致的分析。


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