基于SNMP的网络管理拓扑发现算法的设计与实现

基于SNMP的网络管理拓扑发现算法的设计与实现

杨凯[1]2008年在《网络拓扑发现的研究与实现》文中研究指明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。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。本文就是研究网络拓扑发现技术,对己有的拓扑算法存在的问题进行改进,并在此基础上实现准确、高效的拓扑信息发现系统。本文首先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,并从负载、速度、准确性和使用范围等几个方面对各种拓扑发现技术进行了分析和比较,得出基于SNMP协议的网络拓扑发现技术速度最快,使用范围也最广泛。在此基础上深入分析了基于SNMP的网络拓扑发现算法,指出其优点和存在的问题,进而对所存在的问题提出了改进,改进的算法解决了原有算法的对多IP地址路由器进行重复判定的问题,改进了子网内主机发现的不完整性。通过测试,证实了改进的算法的有效性。最后,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,同时也介绍了所采用的拓扑图形显示方法。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的路由器级拓扑发现和子网级拓扑发现,对拓扑分析和拓扑图的绘制技术也作了较细致的分析。本研究也有一些不足,论文最后一章对本文的工作做了总结,探讨了对系统进行进一步开发的展望。

吕智莹[2]2008年在《网络设备信息通用采集方法研究》文中研究指明随着网络应用的不断推广,用户对网络的要求也越来越高。为了提供一个良好的网络环境,使网络的运行状态处于最佳,需要有一个高效的网络管理系统对网络进行管理。而数据采集是整个网络管理平台进行网络管理的基础和前提,数据采集为网络管理系统的上层提供可靠、完整的网络原始数据,数据采集系统采集数据的完整性和准确性极大程度地影响着网络管理系统的整体性能。本文研究网络设备信息通用采集方法,基于SNMP协议和网络拓扑发现对网络设备数据进行采集,对网络设备信息采集系统进行了整体设计和实现,实现了MIB库信息提取、拓扑发现、网络数据采集、网络拓扑浏览等功能。MIB库信息提取实现了Get,GetNext,GetTable和Set四个基本功能,完成了对设备的MIB库中信息的操作;拓扑发现能够发现给定范围内的网络设备及它们之间的互连关系,可以发现路由器、交换机、子网及子网主机等设备;网络数据采集在拓扑发现的基础上实现了对网络设备相关信息的采集;网络拓扑浏览正确地反映网元及网元间的连接关系,并能够依据网元拓扑图查看相应设备的详细配置信息,还能根据用户需要对拓扑图进行放缩、拖动、查看信息等基本操作。网络设备信息采集系统从整体上提高了网络的可监管性。

潘楠[3]2011年在《基于OSPF和SNMP的网络拓扑发现方法研究》文中进行了进一步梳理作为网络管理系统的重要组成部分,网络拓扑发现是人们探测和研究网络的一个重要方面。特别是随着网络规模的日益庞大和复杂,网络拓扑发现已经成为高效网络管理的基础。目前,如何快速、准确地发现网络拓扑结构是相关领域研究的重点和热点。传统的网络拓扑发现方法基本上都是基于SNMP协议的,但SNMP存在实时性较差,网络开销大等问题。由于OSPF协议具有收敛速度快、开销控制小等优点。因此,本文提出了OSPF与SNMP相结合的网络拓扑发现方法,分别对网络层和链路层实现拓扑发现,并在此基础上设计和实现了一个网络拓扑发现系统。本文的主要工作如下:提出一种基于OSPF的网络层拓扑发现算法。针对传统SNMP网络层拓扑发现算法采用主动探测手段,易造成低实时性、网络性能受影响等问题,提出一种基于OSPF协议的网络层拓扑发现算法。该算法采用被动监测方式,通过Jpcap获取OSPF协议中的链路状态更新报文,分析其中的Router LSA和Network LSA包含的拓扑信息,进而实现网络层拓扑结构的发现。仿真实验结果表明,该算法能够快速准确的获得网络层的拓扑结构。提出一种基于SNMP的链路层拓扑发现算法。针对传统SNMP链路层发现算法实现过程中存在冗余计算,发现效率低等问题,提出一种改进的基于SNMP的链路层拓扑发现算法。该算法采用树的分层思想,将交换机之间的连接表示为树形结构,自顶向下逐层确定每个交换机的连接关系。通过改进交换机与交换机之间连接关系的判定条件,并结合两种关键技术提高拓扑发现效率:1)采用线程池方式发现活动设备及判断设备的类型,该方式解决了采用单线程方式中长时间等待报文超时的问题,使发现速度得到提高;2)引入哈希表存储交换机端口包含的MAC地址,通过哈希查找提高确定设备连接关系的速度。实验结果表明,该算法在发现效率上优于改进前的算法,同时还可以发现网络中存在的Hub。设计并实现了一个网络拓扑发现系统。该系统采用叁层体系结构设计:数据层获取拓扑信息;业务层根据上述两种拓扑发现算法计算得到网络拓扑结果;显示层结合JGraph将得到的网络层和链路层拓扑图清晰、明了的展示给用户。通过在真实网络环境中对系统的测试,验证了所提算法的有效性。

王叁超[4]2014年在《基于SNMP的网络链路流量监测系统的设计与实现》文中认为互联网的兴起,迅速地改变了整个世界。在新经济时代下,网络已成为重要的基础设施,在通信、国防、金融、教育、交通等社会的各行各业里均得到广泛的应用。网络蓬勃发展的背后,是许多管理问题的纷至沓来。为了保证网络安全、有效的运行,人们对网络管理的研究也愈发重视。在这样的背景下,本文设计了基于SNMP的链路流量监测系统。该系统首先通过拓扑发现来获取网络的拓扑信息,然后再采用合理的布局算法进行拓扑布局,实现拓扑可视化;在拓扑可视化的基础上,对链路(节点端口)的流量进行监测。本系统分为拓扑可视化和流量监测两大模块。在拓扑可视化子模块的设计中,先分析了网络层和链路层拓扑发现存在的难点和不足,并给出了相应的拓扑发现算法;然后采用了基于分层的射线型布局算法进行拓扑布局。在流量监测子模块的设计中,采用了基于SNMP的单点流量监测方法。在论文的最后,给出了系统的原型设计,并且在实验环境下对流量监测模块和布局算法进行了验证。

闫君[5]2008年在《网络管理系统中拓扑发现技术的研究与实现》文中进行了进一步梳理互连网的迅猛发展使得计算机网络的应用渗透到了社会中各个领域。在计算机网络这个平台上,通过应用管理信息系统来加强企业获取信息和运用信息的能力已变得至关重要。信息管理与信息系统对计算机网络的依赖,使得计算机网络本身运行的可靠性也显得尤为重要,同时对网络管理也提出了更高的要求。网络拓扑发现是网络管理平台的一种重要功能,它的主要目的是获取网络设备的存在性信息和连接关系,而发现并跟踪一个网络的拓扑结构对于有效的网络管理来说是必不可少的。本文着重对网络拓扑发现的技术和算法进行分析研究。网络拓扑发现根据OSI参考模型可以划分为网络层拓扑发现和链路层拓扑发现两个层次。针对网络层拓扑发现,本文重点研究了基于SNMP(简单网络管理协议)以及ICMP(互联网控制报文协议)的拓扑发现方法,在此基础上提出一种改进算法,对现有算法存在的问题进行改进:(1)提高拓扑发现的准确度以及通用性,降低算法的时空复杂度。(2)解决发现过程中遇到的子网判定问题。(3)解决多IP地址路由器重复判定问题。数据链路层中VLAN(虚拟局域网)的拓扑发现是本文的研究另一个重点。随着网络技术的发展,VLAN在网络中的应用越来越广。为了更加有效地对VLAN进行管理,本文提出了一种VLAN的网络拓扑发现算法,该算法基于生成树协议,利用SNMP获取交换机MIB中的生成树信息,结合地址转发表的信息,来推导出每一个VLAN的网络拓扑结构。最后对文中提出的改进算法进行了测试,设计一个简单的网络拓扑发现系统,并在仿真的网络环境中进行了实验。通过对测试结果的分析以及与其它算法的比较,验证改进算法的正确性和可行性。

何鹏[6]2005年在《SeeLink网管系统的研究与实现》文中提出随着网络的普及,网络结构越来越复杂,一个完善的网络管理系统可以保障计算机网络高效可靠地运行。因此,网管技术的研究与网管功能的实现具有重要意义。本文以笔者在研发SeeLink 网管系统软件中所做的工作为基础,围绕SNMP 协议和MIB 库重点讨论SeeLink 网管系统的研究、设计与实现,包括网络拓扑自动生成(拓扑自动发现、拓扑图生成/布局)、网络流量监测和网络故障检测,论文的具体研究与实现工作包括以下几方面:研究和实现网络拓扑自动发现,针对路由表信息不完整而导致拓扑发现失败,提出一种新的网络拓扑发现方法,新方法通过对网络设备进行探测猜想,很好地解决了问题; 研究和实现拓扑图生成与布局,精心设计算法与程序,使生成拓扑图更清晰; 研究网络流量数据来源、数据采集方法和流量形成方法,对流量数据进行网络性能应用方面的挖掘,实现网络流量监测;基于Trap 和Polling 的两种数据收集机制,设计实现故障检测模块,较好地兼顾网管实时性与减少网络开销的双重要求。SeeLink 网管系统软件已通过南通大学文峰校区(原南通工学院)校园网、南通市公路管理处专用网(覆盖南通六县一市)的测试,分别于2005 年1 月和3 月在南通市肿瘤医院与南通市房管局投入使用,使用至今,程序运行稳定,取得了令人满意的结果。

许书娟[7]2008年在《电力系统网络安全分区及管理平台的研究与实现》文中认为随着通信技术和网络技术的发展,接入电力企业网络的系统越来越多,调度中心、电厂、变电站、用户等之间进行的数据交换也愈加频繁,这对电力监控系统和数据网络的安全性、可靠性和实时性提出了新的挑战。面对逐渐扩大的网络规模,如何能有效地对网络中的设备进行统一的管理和配置就成了使用者面临的一个主要问题。网络管理是计算机网络中一种非常重要的技术,近来Java技术的快速发展和J2EE框架的不断完善,为分布式、统一的网络管理平台的实现提供了有效的途径。本文研究了电力企业的网络现状,设计并实现了一个基于WEB服务的网络管理平台。论文所做的主要工作如下:首先介绍了电力系统的网络现状。根据电力监控系统中各应用系统的特点和安全要求,从系统架构上研究了网络的安全分区策略以及防护方案。其次从项目开发目的入手,设计出以WEB形式访问的网络管理平台方案。最后介绍了管理平台的系统结构,并将系统分为几个功能模块,对各个功能模块的设计与实现做了详细的介绍。该管理平台能有效简化网络管理工作,提升网络的安全水平、可控性和可管理性,降低用户的整体管理开销。

霍迎秋[8]2006年在《以太网拓扑发现与显示算法的研究与实现》文中认为目前我国多数校园网的规模比较大,结构比较复杂,但却没有好的网络管理系统,甚至有些校园网络还处于比较低级的网络管理阶段。本文以我校网络管理中心“校园网网络设备与服务器监控系统的研究”课题为基础,对监控系统的基础部分——网络拓扑发现与显示算法进行深入的研究,并给出了算法的完整实现。本文主要研究内容和结论如下:(1)在深入研究叁种典型的拓扑发现方法的基础上,通过大量试验证明:基于SNMP协议的网络层拓扑发现方法,在对网络设备类型的判断和对多穴主机的鉴别两个方面存在不足之处。本文给出了新的判断规则,并对算法进行了优化。(2)当前子网绝大部分都采用交换机连接,且大部分交换机都支持生成树协议,网络中部分存在集线器设备。针对这种状况,本文提出了一种新的链路层拓扑发现方法:通过分析交换机的生成树状态表,发现子网的主干拓扑结构,以及交换机上配置的冗余链路,进而对交换机之间互连端口的地址转发表进行分析,找出网络中可能存在的共享网段。这种方法降低了算法对交换机的地址转发表完整性的依赖,提高了算法的准确度;通过测试,证明该算法在执行效率方面也有较大的提高。(3)研究和实现了分级拓扑显示方法,解决了拓扑图较大时存在的重迭、交叉和布局不合理等问题,并把部分网络管理的功能融入到拓扑图中,使网络管理更加形象。(4)基于WEB叁层架构,以网络层与数据链路层的拓扑发现算法为核心,结合SNMP协议、STP协议和软件设计模式等程序设计方法,采用JAVA语言设计了网络设备监控系统的拓扑发现与显示模块,并在网络实验室调试成功,表明系统具有一定的实用性。

刘家芬[9]2004年在《NMS中网络拓扑发现问题的研究与实现》文中研究表明本论文以上海市政府公众网项目“安全网络管理技术的研究与实现”课题为研究基础,对网络管理技术和网络拓扑发现技术进行了深入研究,在此基础上提出了本课题研究的网络拓扑发现系统结构,并对整个系统中各模块的功能结构进行了定义。然后重点论述系统的核心模块——网络拓扑信息采集模块,也就是网络拓扑发现算法的设计与实现。首先对代表当前网络拓扑发现水平的叁种网络拓扑发现算法进行了分析和研究,找出了其中值得借鉴的先进之处,同时分析了其中的不足。并在此基础上提出了一种面向过程的、分级的网络拓扑发现算法。该算法不是不是将现有网络拓扑发现技术简单地串接利用,而是以网络管理体系结构为依托,将各种可以利用的协议和发现技术有机地整合起来,完成高健壮性、高完备性、高效率、高准确度的网络拓扑信息发现。它不同于传统的面向协议的发现算法,是一种面向过程的算法,根据不同阶段发现的目标不同,对发现过程分步骤,每一个阶段确定需要完成的任务,而具体采用的协议和技术则根据不同阶段的任务进行选用。对各个发现阶段需要解决的问题进行了详细阐述,并给出了具体的解决办法。在此基础上绘制出流程图,并对算法中需要用到的关键数据结构进行了定义。第六章介绍了算法的具体实现过程,给出了实现过程中用到的主要的类和方法,并对几个关键方法的设计进行了说明。论文还对网络管理及网络拓扑发现的发展方向进行了展望,并指出了后续研究工作需要进一步解决的问题。

吴远[10]2006年在《基于SNMP的网络拓扑发现系统的研究与实现》文中研究表明当今的信息社会对计算机网络的高度依赖性使得网络运行的可靠性变得至关重要。因此,网络管理引起高度的重视。网络拓扑发现是网络管理的基础,网络管理员通过网络拓扑结构信息可以更好地优化并管理整个网络。然而,随着网络规模的不断扩大,传统的利用手工方式管理拓扑结构信息已经成为不可能完成的任务。本文目的就是研究网络拓扑发现技术,设计新的拓扑发现和显示算法,并以此为基础实现一个准确、高效的网络拓扑自动发现系统。 本文首先介绍了常用的可被用来进行网络拓扑发现的协议,并从负载、速度、准确性及适用范围几个方面对各协议在被用来进行网络拓扑发现时的执行效果进行了对比。在此基础上,总结了七种利用这些协议进行网络拓扑发现的算法,对比分析了这些算法的优缺点。在对已有算法进行深入分析基础上,本文提出了一种基于单一地址链表的路由器“别名”判定算法,该算法利用简单、一致的数据结构实现了对路由器“别名”的判断。通过将该算法在时间和空间复杂度上与已有算法进行对比分析,证明了其有效的提高了路由器别名判定的效率。为解决拓扑显示的“二义性”问题,本文提出了基于均匀圆周的拓扑显示算法TDASC,并将深度优先的思想运用到TDASC算法,提出了DFS-TDASC算法。经过在真实的网络环境中对TDASC算法和DFS-TDASC算法的测试,表明它们很好的解决了“二义性”问题。 最后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这叁个算法,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。

参考文献:

[1]. 网络拓扑发现的研究与实现[D]. 杨凯. 太原理工大学. 2008

[2]. 网络设备信息通用采集方法研究[D]. 吕智莹. 吉林大学. 2008

[3]. 基于OSPF和SNMP的网络拓扑发现方法研究[D]. 潘楠. 桂林电子科技大学. 2011

[4]. 基于SNMP的网络链路流量监测系统的设计与实现[D]. 王叁超. 内蒙古大学. 2014

[5]. 网络管理系统中拓扑发现技术的研究与实现[D]. 闫君. 哈尔滨工业大学. 2008

[6]. SeeLink网管系统的研究与实现[D]. 何鹏. 苏州大学. 2005

[7]. 电力系统网络安全分区及管理平台的研究与实现[D]. 许书娟. 中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所). 2008

[8]. 以太网拓扑发现与显示算法的研究与实现[D]. 霍迎秋. 西北农林科技大学. 2006

[9]. NMS中网络拓扑发现问题的研究与实现[D]. 刘家芬. 电子科技大学. 2004

[10]. 基于SNMP的网络拓扑发现系统的研究与实现[D]. 吴远. 郑州大学. 2006

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