基于探测帧的以太网数据链路层拓扑发现

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1、分类号：TP393密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文基于探测帧的以太网数据链路层拓扑发现于雨申请学位级别：硕士学位专业名称：计算机应用技术指导教师姓名：孟晓景职称：教授山东科技大学二零一零年五月论文题目：基于探测帧的以太网数据链路层拓扑发现作者姓名：于雨入学时间：2007年9月专业名称：计算机应用技术研究方向：网络工程与并行处理指导教师：孟晓景职称：教授论文提交日期：2010年5月论文答辩日期：2010年6月10日授予学位日期：ETHERNETLINKLAYERTOPOLOGYDISCOVERYUSINGPROBE

2、FRAMEADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyYuYuSupervisor:ProfessorMengXiaojingCollegeofInformationScienceandEngineeringMay2010声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导

3、师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其他任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensub

4、mittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要本文主要研究了以太网环境下的数据链路层拓扑发现问题。在目前的研究中，大多数拓扑发现是基于使用SNMP协议查询以太网交换机的拓扑相关信息。然而，使用SNMP协议存在着一些问题，例如：低端交换机一般都不支持SNMP协议。本文所采用的拓扑发现算法则主要通过主机向网络注入探测帧，观察这些注入探测帧的流向，从而对以太网的数据链路层拓扑结构进行推断。本文对拓扑发现算法进行了分析和

5、设计，设计并实现了用于运行拓扑发现算法的拓扑发现模拟软件，并进行了相关的模拟实验。本文的主要内容和结论如下：(1)首先，对网络管理功能和体系结构进行了简述。分析并设计了基于探测帧的以太网数据链路层拓扑发现算法。概括总结了集线器、交换机和主机在以太网数据链路层中的行为。基于这些网络设备的行为，设计了网段树的构建算法。从网段树出发，结合测试实验，得出了网段共享交换机和边缘交换机的发现方法。然后，通过对边缘交换机的测试和分析，给出了网隙的分解方法。最后，证明了拓扑发现算法的正确性和完整性。(2)设计并实现了拓扑发现模拟软件。首先，对

6、交换机等网络设备的帧转发机制进行了研究。使用面向对象技术对集线器、交换机和主机进行了抽象和封装，通过集线器对象、交换机对象和主机对象来对真实的网络设备进行模拟，这些对象以及它们之间的连接关系在内存中建立起了数据链路层网络的映像，从而实现了对数据链路层网络的模拟。在模拟的数据链路层网络之上，通过JAVA程序脚本执行基于探测帧的拓扑发现算法。设计并实现了拓扑显示算法，将拓扑发现的结果以可视化的形式显示出来。关键词：数据链路层，拓扑发现，探测帧，网络模拟I山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTThisdissertationi

7、smainlyabouttopologydiscoveryinEthernetlinklayer.Atpresent,mostofthetopologydiscoverymethodsareusingSNMPprotocoltoquerytopologyinformationfromtheSwitch.But,therearesomeproblemswiththosemethods.Forexample,manylow-costswitchesdon’tsupportSNMPprotocol.Thetopologydiscov

8、erymethoddescribedinthisdissertationisasfollow:Firstly,probeframeissenttothenetworkbysomehost.Secondly,theflowsofthoseprobeframesareobserv