毕业设计（论文）文献综述题目网络拓扑发现的研究温州大学教务处制网络拓扑发现王建英(温州大学物理与电子信息工程学院)摘要：在日新月异的网络发展变化中，随着计算机网络技术的发展和Internet在全世界范围内的普及,计算机网络的规模日益庞大,网络结构也十分复杂,对网络的管理变得日益重要.网络的故障管理、配置管理、性能管理等方面都与网络的拓扑结构有关,因此发现研究网络的拓扑结构具有重要意义.目前网络的拓扑结构非常复杂,成功地对网络进行管理,提高网络的性能和服务质量,保证信息安全、可靠地传输变得越来越重要。
关键词：网络管理，拓扑发现Discovering Internet TopologyWang jianying(school of computer science and engineering,WenZhou University,08 Network engineering)Abstract：In constantly evolving networks, the network change rapidly and development, With the development of the technology of computer networks and the worldwide popularity of Internet,the scale of computer networks increasingly larger, network structure is very complex, the network management becomes more and more important. The network fault management, configuration management, performance management and other aspects and network topology on the therefore, the topology of the network has important sense. Now the topology of the network is very complex,how to successfully manage network, improve network performance and service quality, to ensure reliable transmission of information security, has become more and more important.Keywords：network management; topology discovering;1.开题引言Internet的飞速发展,给国家的政治、经济,以及人们的生活方式都带来了深远的影响。
近几年来,计算机网络发展迅猛,随着计算机网络技术的发展和Internet在全世界范围内的普及,计算机网络的规模日益庞大,网络结构也十分复杂,这使得人们对网络拓扑发现的需求越来越迫切。
现在网络的拓扑结构非常复杂,如果仅用数据表格或文字的形式来表示网络的拓扑关系,理解起来非常困难,随着计算机网络广泛地应用到社会生活的各个领域,一个好的网络管理系统首先要掌握被管网络的拓扑结构,网络拓扑发现技术是网络管理中的基础,如何更准确、更完整的发现网络拓扑结构,对于网络管理来说是十分重要的。
网络拓扑发现技术是网络管理中的一项基本功能。
正确的网络拓扑信息能够直接有效地为网络管理人员提供整体性的网络结构和状态。
如何快速、准确地获取网络拓扑信息是当今各网络机构共同关注的问题。
2 . 基于网络拓扑发现研究意义及现状2.1网络拓扑发现研究的意义计算机网络管理在当今的计算机网络的发展当中起着至关重要的作用,网络管理的优劣直接关系到网络运行的性能的好坏。
准确全面的网络拓扑信息能够直接、有效的将网络结构和状态呈现给网络管理人员,同时网络拓扑的发现对于网络管理、网络扩展、网络性能优化和网络安全性等有着十分重要的意义。
因此如何准确、高效的获得并显示拓扑信息是当今各网络机构共同关注的问题。
在不断发展的网络中,网络拓扑结构是很难确定的,而这些信息对网络管理却是至关重要的;网络拓扑结构是网络中实体之间互联关系的一种表示,发现网络拓扑是实现许多关键网络管理任务的先决条件,如帮助网络管理员发现当前网络的瓶颈和故障、被动或主动性的资源管理和估算当前硬件配置是否合理等。
直观的网络拓扑配置信息不仅能反映网络中各个网络设备的布局状况,方便用户多角度观察网络结构,快速诊断和排除网络故障,而且对网络流量监控、异常告警、防范网络攻击具有重要意义。
2.2网络拓扑发现的现状网络拓扑发现是网络管理功能体系的基本构成部分，同时也是对商业网络管理系统成功与否的衡量尺度和标准。
网络拓扑发现在网络瓶颈的搜索、网络传输拥塞以及网络潜在弱点的排除以及提高网络连接性以及网络升级等方面有着重要的作用。
拓扑发现还能用于实时网络仿真以及帮助新用户决定从何处切入网络以获得最大带宽。
当前国外的一些网管产品已具有网络自动拓扑发现的功能，国内的网管软件也得到了一定的发展，网络拓扑发现在局域网以及小型网络发现应用较好，而大型网络则应用实例较少。
当前，网络拓扑发现的研究取得了一定的进展，提出了启发式发现算法、可搜索交换机端口连接的链路层发现算法等。
国内的网络拓扑发现也实现了相应的算法研究，并且应用到了商业的网络管理软件中。
然而到目前为止，现代大型异构ip网络的自动拓扑发现的研究和应用依旧存在较大的挑战。
传统的拓扑发现算法大多是基于SNMP的,但是SNMP协议并不是通用的,有的主机可能不支持此协议;因此，基于网络拓扑发现的研究现状，本文基于网络拓扑发现分为三层进行研究，即：网络层拓扑发现，链路层拓扑发现和路由层拓扑发现。
3.网络拓扑发现的研究3.1网络拓扑发现的准备工作：首先，确定这个技术针对网络的哪一层和什么协议。
由于网络大多数采用TCP/IP协议，所以针对IP层相对较好。
其次，确定采用被动还是主动探测技术实现网络拓扑信息的采集。
被动探测即在所有观测的网络中都加入一个探测器，其优点是仅向网络管理主机递交各个网络的拓扑信息，无额外流量，负担小，但花费时间长。
对大网络来说，将探测器安装到所涉及的各子网中并不实际。
主动探测即网络管理主机主动向所有管理网络发探测包，采集返回信息，其优点为速度快，但产生流量大，对低速网络不太合适。
再次，确定采用何种方式收集信息。
即采用SNMP 来收集网络信息，还是采用一种通用的协议收集网络信息（如使用ICMP和DNS等）。
最后，确定网络拓扑发现的目标及发现程度。
这两点均与实际网络业务需求息息相关，但不管采用哪种协议和工具，网络拓扑发现的最终目标都是得到一个快速、完整、正确、高效的网络拓扑发现算法或拓扑工具。
快速即指算法应能够实时地发现网络拓扑，且确保数据的内部一致性。
一个不能跟上网络实时变化的拓扑算法适用范围是受限的。
完整性指的是在出现最少错误概率的情况下，有效、正确地发现一个特定网络内的大部分主机和路由器。
正确性即算法应尽力保证拓扑发现结果的正确性，尽量不出或少出错误。
高效性即算法不应消耗过多的网络资源，而是给网络增加尽可能小的负载。
对网络拓扑结构的发现程度，可根据具体的需求决定，对一个无特殊要求的网络拓扑发现，发现到路由器和主机即可。
3.2．网络拓扑发现的工具：网络拓扑发现可采用多种工具或协议，归纳起来有Ping，Tracerrouter ,SNMP 和DNS 等，它们各具特点，但Ping 和Tracerouter应用范围最广，.SNMP最高效。
（1）Ping：Ping工具主要用于检测目的主机是否在网络中存活，（2）Tracerouter：Tracerouter 的功能是发现一条从主机至目的主机的路径。
具体是利用IP 头中的TTL子段，使用的是ICMP,TTL, Expired packed,响应。
（3）SNMP：基于SNMP的网络拓扑发现工具是最有效的，但通常情况下都没有权限使用简单网管协议中的信息，所以基于它的网络拓扑算法常被限制。
（4）DNS服务器的域转换（5）DNS ls 快速而且准确，但它的使用常受到限制。
（6）网络接口卡信息（information）该信息的使用需要一定的网络管理员权限，否则不能得到，因而使用受限制。
3.3网络拓扑发现的过程和常用算法（1）确定一个临时的可能有效地址组，该地址组可根据要发现的实际网络拓扑IP地址范围来确定，也可在对网络IP地址进行一定的研究总结后确定；（2）利用Ping工具，确定这些地址的存在，经存在有效的地址加到一个永久组，判定其属于哪一个子网，并用Tracerouter确定其关联性；（3）对该永久组应用各种试探法，寻找一些新地址加入到临时组，返回第二步循环，直至所有地址都被检测过；（4）经以上步骤采集完信息以后，区分所有IP地址是何类设备的地址，一般主要区分三类，即主机、路由器和多目主机；（5）经过算法对IP地址以数据结构的方式存储以及对各类地址设备区分以后，即可形成网络的拓扑，画出网络拓扑结构图。
4. 结论通过对网络拓扑发现这一技术项目的探索与研究，由此可见，网络研究已经成为揭示自然界及人类社会各种复杂性系统结构及功能的重要手段。
尽管组成真实网络的元素非常不同,网络拓扑也有其自身的复杂性,但大量经验结果显示这些截然不同的网络普遍存在着某些共同性质。
因此,要更好地揭示复杂网络的基本性质和功能,我们除了对包含大量元素的复杂系统进行统计外还要对各种不同的网络类型进行分析。
网络拓扑发现在国外起步较早，各大公司均有成熟的拓扑发现工具，这些工具可以快速高效实时地发现网络拓扑，但都是基于SNMP开发的，针对性较强，适用范围受到限制。
在国内，这方面的工作刚刚起步，但是网络拓扑发现的重要性越来越被人们认可，正如网络管理越来越成为网络的护身符一样，网络管理的基础———网络拓扑发现也显示出前所未有的紧迫性和发展前景。
如何研究开发和改善当下网络拓扑发现算法和工具还需要专业研究人员的辛勤付出与探索，这一研究成果会更一步的推进网络世界的快速发展。
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