数字电视前端设备网络拓扑发现及布局算法的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文拓扑节点的级联菜单，为网络性能管理、故障管理和配置管理等提供支持。网络拓扑管理能够全面、动态地反映网络的运行状况，为用户监视整个网络提供强有力手段。2.网络拓扑管理对于网络流量测量有着重要作用，其本身就是网络测量的一个重要组成部分。其对于测量方案的设计，测量站点的布置也起到重要的作用，它可以帮助分析测量方案是否合理，确定测量站点的数目及其具体位置[2]。3.网络是一个实时的动态的网络，瞬息万变，拓扑管理在效率上的要求越来越高，为了保证实时性，有时候要采用一些软件轮询的办法，轮询时间间隔的设定一方面对可

2、靠性有影响，另一方面对网络资源的占用也有一定的影响，如何保证一定实时性条件下的可靠性，也是一个需要重点研究的难题。4.网络具有很大的开放性，网络管理组织机构也很多，不同的组织机构支持不同的协议、不同的管理策略和不同的安全策略，这样就导致一种拓扑管理算法很难做到通用。为了实现网络拓扑管理软件的通用性，需要在拓扑管理中自动识别网络中所支持的协议等。§1-2网络拓扑管理的研究现状最初的计算机网络规模比较小，通常在网络建设之初，由网络管理员手工绘制网络拓扑图。随着计算机网络规模的发展，手工绘制网络拓扑图己经成为一件非常烦琐甚至是不可

3、能的工作。于是，人们开始了网络拓扑的自动发现的研究。在网络层，主要是从路由表中提取拓扑信息。1990年，JD.Case等人提交了名为“一种简单网络管理协议”(SNMP)的RFC1157[3]，1991年K.McCloghrie和M.Rose。在RFC1213[4]中提出了基于TCP/IP协议的因特网管理信息库MIB-Ⅱ，这些都充分考虑了网络管理中的拓扑发现需要。1996年，GlennMansfield等人提出了一种基于SNMP的网络层拓扑发现算法[5]，根据这一算法，有许多相关的拓扑发现软件产品问世，比如HP公司的OpenV

4、iew和IBM公司的Tivoli等。然后，又有很多的学者开始对拓扑发现算法在效率和适用性上作了改进。由于基于SNMP的网络层拓扑发现算法的局限性在于网络内的设备必须支持SNMP代理，所以人们又开始利用路由协议来发现网络层拓扑。AmanShaikh等人提出了一种通过监听网络中的OSPF数据包来获得网络拓扑的方法[6]，这种方法的优点是可以绕过设备不支持SNMP带来的麻烦，同时可以避免向网络中注入大量数据包，从而减轻了网络的负担。网络层的连接仅包含IP网络中连接的一小部分。随着进一步使用交换机来提高子网内网段之间的带宽，工作在数

5、据链路层的交换机在网络结构中所占的比例越来越大了。在这种情况下，如果还不对第二层设备及连接进行发现，网络管理程序对连接和设备中潜在问题的解决能力将大大下降。在一些关键网络中，这将是致命的弱点。对局域网内物理拓扑的发现，是完成诸如流量管理、事件关联和故障分析等许多关键网络管理任务的先决条件。另外，随着局域网内网络设备类型的增多，网络节点间的连接形式变得越来越复杂，以及VLAN技术在局域网中普及，这些都对传统的网络拓扑结构产生了巨大的影响，同时也增加了网络拓扑结构发现的难度。对于物理网络拓扑的发现，主要是利用ARP协议和ICMP

6、协议来发现局域网中的设备。SNMP的出现也为物理网络拓扑发现算法提供了有力的工具，Hwa-ChunLin等人在参考文献[7]中利用BridgeMIB(RFC1493)的地址转发表来获取交换机的连接信息，但是该方法的准确性不高。YuriBreitbart等人3数字电视前端设备网络拓扑发现及布局算法的研究也提出了一种基于BridgeMIB的拓扑发现算法，并给出了严格的数学证明[8]，但是该方法对网络环境要求太高，在实际网络中难以实现。之后，BruceLowekamp[9]、郑海[10]等人改进了YuriBreitbart的算法，

7、使得算法对网络环境的要求显著降低。网络拓扑自动发现是一个非常耗时的过程。拓扑发现软件的结构大多都是集中式的，往往在一台机器上安装之后来探测全网的拓扑。目前，人们开始改变拓扑发现的软件结构，利用分布式的结构，从多个地点同步探测网络拓扑，从而提高效率。RomitRoyChoudhury等人提出了一种分布式的拓扑发现软件体系结构[11]，对于IP网络拓扑发现也有重大意义。随着对IPv6网络研究的深入，人们开始关注IPv6网络的拓扑自动发现。由于IPv6协议中地址结构等方面的变化以及IPv6网络中庞大地节点数量，适用于IPv4网络的

8、拓扑发现技术和方法必须做出相应地修改才能应用于IPv6网络环境中。参考文献[12]详细讨论了IPv6网络给拓扑发现带来了一些新问题。综上所述，对于基于SNMP协议的网络层的路由拓扑的发现，算法相对比较成熟。而对于子网内的物理拓扑的发现，由于它是目前网络拓扑发现领域内一个新的研究方向，而且发