分布式互联网拓扑测量系统的设计与实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目分布式互联网拓扑测量系统的设计与实现专业学位类别工程硕士学号201222010839作者姓名李曦楠指导教师姚兴苗副教授摘要分类号密级注1UDC学位论文分布式互联网拓扑测量系统的设计与实现（题名和副题名）李曦楠（作者姓名）指导教师姚兴苗副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.04.

2、01论文答辩日期2015.05.28学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFDISTRIBUTEDNETWORKTOPOLOGYMEASUREMENTSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:XinanLiAdvisor:Prof.XingmiaoYaoSchool:Schoo

3、lofCommunication&InformationEngineering-I-独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和

4、借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日-I-摘要摘要随着现代社会的科技和经济发展，互联网已经成为世界上绝大多数国家的公共信息基础设施。互联网拓扑结构是计算机网络的重要基础信息，它是网络管理、数据模拟和信息收集的基础，同时也是网络安全评估的前提。因此，互联网拓扑测量是伴随互联网的发展而必然经历的一个过程，因为这样才能掌握互联网的内在机制和规律，才能为上层利用互联网进行其他应用开发提供科学的研究依据。在这种背

5、景下，网络客观拓扑结构的发现就越来越引起了人们的关注和重视。互联网拓扑测量是一项系统工程，需要收集大量拓扑信息以完成拓扑恢复。拓扑信息的收集通过布置在全球范围内的测量节点完成，而全球互联网的拓扑信息则通过收集和汇总各测量节点所得的测量数据得到。本文针对全球互联网拓扑测量的实际需求，设计实现了一个分布式互联网拓扑测量系统，该系统能够完成对全球互联网拓扑信息的测量和汇总，同时为更好了解分析互联网运行状态，融入了多个重要网络性能测量的功能，具体工作可概括为如下三个方面：（1）设计和实现了单节点网络测量工具。功能强大的单节点拓扑测量工具能为恢复互联网拓扑提供更多有效数据，是整

6、个互联网拓扑测量系统的基础。本文在对互联网拓扑恢复方法研究的基础上，确定了恢复和分析互联网拓扑结构所需收集的信息，进一步明确了单节点网络拓扑测量工具应具备的功能（包括：拓扑测量、负载均衡路径发现、丢包率以及延迟测量），并设计实现了具备上述功能的单节点网络测量工具。（2）设计和实现了互联网拓扑测量系统。架构设计合理的互联网拓扑测量系统能为使用者提供好的使用性，同时能够高效的实现对拓扑信息的测量和汇总。本文在对网络拓扑测量系统模型研究的基础上，确定了该网络拓扑测量系统的架构基础，进一步明确了该网络拓扑测量系统的模块构成（包括：测量节点、控制中心、测量节点和控制中心之间的通

7、信模块、数据存储模块），并设计实现了由上述模块构成的网络拓扑测量系统。（3）对该网络拓扑测量系统进行了实际应用与结果分析。一共进行了四项不同的测量工作，对PlanetLab平台上两对节点之间进行了丢包率测量、时延测量、负载均衡路径测量以及对中国教育和科研计算机网进行了拓扑测量。丢包率测量和时延测量都是在24小时区间之内每一个小时测量一次，每次又连续进行10000小次测量来得到测量结果。中国教育和科研计算机网的拓扑测量结果和实际拓扑结构大部分吻合，负载均衡路径测量结果和商用软件测量结果一致，同时得出了I摘要丢包率和时延在24小时之内随时间变化的曲线。关